הפרוטוקול הנוכחי מתאר הליך רדיולוגיה התערבותי שנקבע להזרקה תוך-תימית בעכברים כדי למנוע את הסיכון לניתוח פתוח ולשפר את הדיוק של זריקות מלעוריות עיוורות.
מאמר שיטה
* These authors contributed equally
הפרוטוקול הנוכחי מתאר הליך רדיולוגיה התערבותי שנקבע להזרקה תוך-תימית בעכברים כדי למנוע את הסיכון לניתוח פתוח ולשפר את הדיוק של זריקות מלעוריות עיוורות.
הזרקה תוך-תימית במודלים של עכברים היא טכניקה חשובה לחקר תפקוד התימיק ומערכת החיסון, כולל הפרעות גנטיות ונרכשות בתאי T. לשם כך נדרשות שיטות לתצהיר ישיר של ריאגנטים ו/או תאים לתוך בלוטת התימוס של עכברים חיים. שיטות מסורתיות של הזרקה תוך תמית כוללות ניתוחי חזה או זריקות עיוורות מלעוריות זעיר פולשניות, שלשתיהן יש מגבלות משמעותיות. מכשירי הדמיית אולטרסאונד בתדר גבוה במיוחד אפשרו הזרקות מלעוריות מונחות תמונה בעכברים, ובכך שיפרו מאוד את דיוק ההזרקה של גישת ההזרקה המלעורית ואפשרו הזרקה של מטרות קטנות יותר. עם זאת, הזרקות מונחות תמונה מסתמכות על שימוש במערכת מסילות משולבת, מה שהופך את זה להליך נוקשה וגוזל זמן. כאן מוצגת שיטה ייחודית, בטוחה ויעילה להזרקות תוך תימיות מלעוריות בעכברים, המבטלת את ההסתמכות על מערכת המסילה להזרקות. הטכניקה מסתמכת על שימוש ביחידת מיקרו-אולטרסאונד ברזולוציה גבוהה כדי לדמות את בלוטת התימוס של העכבר באופן לא פולשני. באמצעות טכניקת יד חופשית, רדיולוג יכול למקם קצה מחט ישירות לתוך בלוטת התימוס של העכבר בהנחיה סונוגרפית. עכברים מנוקים ומורדמים לפני ההדמיה. עבור רדיולוג מנוסה המיומן בהליכים מונחי אולטרסאונד, תקופת הלמידה של הטכניקה המוצהרת היא קצרה למדי, בדרך כלל תוך פגישה אחת. לשיטה יש שיעור תחלואה ותמותה נמוך לעכברים והיא מהירה בהרבה מהטכניקות הקיימות כיום בסיוע מכני להזרקה מלעורית. היא מאפשרת לחוקר לבצע ביעילות זריקות מלעוריות מדויקות ואמינות של תימוזות בכל גודל (כולל איברים קטנים מאוד כמו תימוס של עכברים זקנים או מדוכאי חיסון) עם לחץ מינימלי על החיה. שיטה זו מאפשרת הזרקת אונות בודדות אם רוצים ומאפשרת ניסויים בקנה מידה גדול בשל האופי החוסך בזמן של ההליך.
לתימוס יש תפקיד חיוני בהתפתחות תאי T ובחסינות. מחסור בתאי T, אשר יכול להיגרם על ידי התנוונות thymic, הפרעות גנטיות, זיהומים, וטיפולים בסרטן, בין היתר, מוביל לתמותה גבוהה ותחלואה 1,2. מודלים של עכברים הם הכרחיים הן במחקר אימונולוגיה בסיסית והן במחקר אימונולוגיה תרגומית, והם שימשו במשך עשרות שנים לחקר ביולוגיה תימית והתפתחות תאי T, כמו גם לפיתוח טיפולים עבור אלה הסובלים מתפקוד לקוי של בלוטת התימוס ומחסור בתאי T 3,4,5.
חלק מרכזי בחקר התימיקה היה הזרקה תוך-תמית של חומרים ביולוגיים כגון תאים, גנים או חלבונים במודלים של עכברים 6,7,8,9,10,11,12. שיטות הזרקה תוך-תימיות קונבנציונליות משתמשות בכריתת בית החזה ולאחר מכן בהזרקה תוך-תימית בהדמיה ישירה או בהזרקה מלעורית "עיוורת" למדיאסטינום. הגישה הניתוחית מגדילה באופן משמעותי את הסיכון לפנאומוטורקס, בין היתר. יתר על כן, הלחץ המוגבר במהלך ניתוח זה גורם לדיכוי חיסוני, ובכך עלול לפגוע בנתונים אימונולוגיים13. חוקרים מנוסים, לאחר תרגול מסוים, יכולים לבצע את טכניקת ההזרקה העיוורת, אך גישה זו פחות מדויקת ולכן מגבילה את הנבדקים הניסיוניים לעכברים צעירים עם תימוס גדול.
השימוש בהנחיית אולטרסאונד הוכנס כחלופה מדויקת וזעיר פולשנית לגישות ההזרקה התוך-תימיות המסורתיות14. עם זאת, הליך זה גוזל זמן רב בעת שימוש במערכת המסילה המשולבת במקום בטכניקת היד החופשית. ביצוע הזרקות עם תושבת ההזרקה דורש אופטימיזציה ומיקום קפדניים של המתמר בעזרת החיבורים השונים כגון מעמד המתמר והרכבתו, מערכת המיקום X, Y ו- Z, כמו גם הפעלה מיומנת של בקרות המיקרו-מניפולציה והרחבות מערכת המסילה. טכניקה חלופית פשוטה, הזרקת תימי מונחית אולטרסאונד, מוצגת כאן על ידי רדיולוג באמצעות גישה ביד חופשית15, שהיא גם חלופה מהירה וגם מדויקת זעיר פולשנית לשיטות שתוארו לעיל. חשוב לציין, ניתן לבצע את הגישה הנוכחית עם כל מערכת הדמיית אולטרסאונד ברזולוציה גבוהה ללא צורך בתושבת הזרקה ומערכת מסילות משולבת. הוא שימושי במיוחד למחקרים הדורשים הזרקה של מספר גדול של עכברים11, לניסויים הכוללים הזרקה של שתי האונות התימיות, או להזרקה מדויקת של תימוזים קטנים בעכברים מזדקנים, מוקרנים או מדוכאי חיסון12.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כל ההליכים בוצעו בהתאם להנחיות הטיפול בבעלי חיים במרכז לגילוי וחדשנות (פרוטוקול IACUC 290). עבור המחקר הנוכחי, C57BL/6 עכברים (נקבה, 4-6 שבועות), C57BL/6 עכברים (נקבה, בת 6 חודשים), עכברים נקבות J:NU, עכברי נקבות NOD scid gamma (NSG) ו-B6; עכברי CAG-luc, -GFP שימשו כמודל העכבר הצעיר, מודל העכבר הזקן, מודל העירום האתימי, מודל החיסון ומקור התא הביולוגי, בהתאמה. העכברים התקבלו ממקור מסחרי (ראו טבלת חומרים). הליך זה ידרוש בדרך כלל שני אנשים (אחד להישאר סטרילי בעת ביצוע הזריקות והשני לטפל בעכברים).
1. הכנת בעלי חיים
2. הכנת מכשיר האולטרסאונד והשדה הסטרילי
3. הדמיה ואיתור בלוטת התימוס
4. הזרקת התימוס
5. ניטור לאחר הזרקה של בעלי חיים
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
היישום המוצלח של טכניקה זו מסתמך על כמה צעדים מרכזיים שיש לעקוב אחריהם. ראשית, יש להבטיח זיהוי אמין של בלוטת התימוס עצמה. בעכברים צעירים, זה פשוט בגלל גודלה הגדול של הבלוטה (איור 3A). בעכברים מבוגרים או בעכברים מדוכאי חיסון, זה יכול להיות מאתגר יותר; עם זאת, זה עדיין אפשרי מאוד עם ציוד אולטרסאונד מודרני (איור 3B,C). שנית, יש חשיבות קריטית לקביעת מסלול המחט כך שהיא תוצג באופן רציף במהלך התקדמות קצה המחט דרך שכבות דופן בית החזה ולתוך בלוטת התימוס....
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הזרקה ידנית חופשית מונחית אולטרסאונד היא טכניקה מדויקת ביותר להעברת חומרי לימוד לבלוטת התימוס בצורה יעילה ואספטית. לאחר העיקור הראשוני של העור באתר ההזרקה, נשמרת סטריליות במהלך ההליך הודות לשימוש בכפפות סטריליות, כיסויי בדיקת אולטרסאונד סטריליים וג'ל אולטרסאונד סטרילי. בניגוד לגישה המלעורית העיוורת 10,17 או הסתמכות על חתכים כירורגיים להדמיה ישירה של בלוטת התימוס18,19, שהן השיטות הנפוצות להזרקות תוך-תימיות בעכברים, שימוש בהנחיית אולטרסאונד ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין ניגודי עניינים לחשוף.
ברצוננו להודות לריימונד ה. ת'ורנטון על עבודתו המוקדמת התובנה והמקיפה על טכניקה זו. מחקר זה מומן על ידי תמיכה במענקים מהמכון הלאומי לסרטן (NCI 1R37CA250661-01A1), האגודה לחקר לוקמיה בילדים, בית הספר לרפואה של מרידיאן האקנסק, וקרן HUMC / התמודדות עם סרטן ילדים.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| Aquasonic 100 אולטרסאונד ג'ל | מעבדות פרקר (פיירפילד, ניו ג'רזי, ארה"ב) | 01-01 | ג'ל העברת אולטרסאונד |
| סטרילי B6; CAG-luc, -עכבר GFP | מעבדת ג'קסון (בר הרבור, מיין, ארה"ב)025854 | מקור תא ביולומינסנציה | |
| BD מזרקי אינסולין עם מחט | בקטון דיקינסון (פרנקלין לייקס, ניו ג'רזי, ארה"ב)328431 | מחט דקה במיוחד - 12.7 מ"מ, 30 גרם | |
| עכבר C57BL/6 - מיושן | מעבדת ג'קסון (בר הרבור, מיין, ארה"ב)000664 | בן 6 חודשים; עכבר מיושן | |
| דגם C57BL/6 - צעיר | מעבדת ג'קסון (בר הרבור, מיין, ארה"ב)000664 | גיל 4-6 שבועות; הדגם הצעיר | |
| Chloraprep One-step 0.67 מ"ל | CareFusion (אל פאסו, טקסס, ארה"ב) | 260449 | מוליך כלורהקסידין גלוקונאט |
| Curity Cotton Tippped Applicator | Cardinal Health (דבלין, אוהיו, ארה"ב) | A5000-2 | סטרילי, 6 אינץ' |
| D-Luciferin | Gold Biotechnology (סנט לואיס, מיזורי, ארה"ב) | LUCK-1G | |
| Isoflurane | Henry Schein (מלוויל, ניו יורק, ארה"ב) | 1182097 | |
| IVIS Lumina X5 | PerkinElmer (Melville, NY, USA) | n/a | מערכת הדמיה ביולומינסנציה In vivo עכבר |
| J:NU | מעבדת ג'קסון (בר הרבור, ME, ארה"ב) | 007850 | מודל עירום אתימי |
| קנדל סרט נייר היפואלרגני | Cardinal Health (דבלין, אוהיו, ארה"ב) | 1914C | |
| Kimtech כפפות ניטריל כירורגיות | קימברלי-קלארק פרופשיונל (אירווינג, טקסס, ארה"ב) | 56892 | כפפות סטריליות |
| קרם מסיר שיער נאיר | צ'רץ' ודווייט (טרנטון, ניו ג'רזי, ארה"ב) | n/a | חומר אפילציה |
| NOD scid gamma (NSG) עכבר | מעבדת ג'קסון (בר הרבור, ME, ארה"ב)005557 | דגם חסר חיסון | |
| מי מלח פוספט חוצץ (PBS), 1x | קורנינג (קורנינג, ניו יורק, ארה"ב) | 21-040- | |
| Puralube Vet Ointment | Med Vet International | PH-PURALUBE-VET | משחת עיניים |
| מעטפת | טכנולוגיות מעטפת (מורגן היל, קליפורניה, ארה"ב) | 10040 | בדיקת אולטרסאונד סטרילית מכסה |
| תא אינדוקציה בטוח | Braintree Scientific (Braintree, MA, ארה"ב) | EZ-17 85 | מתמר תא אינדוקציה הרדמה |
| MX550D | FUJIFILM VisualSonics ( טורונטו, אונטריו, קנדה) | n/a | בדיקת הדמיה Vevo 3100 (25-55 מגה-הרץ, שידור מרכזי: 40 מגה-הרץ) |
| טריפאן כחול, תמיסה של 0.4% ב-PBS | MP Biomedicals (סולון, אוהיו, ארה"ב) | 91691049 | |
| מערכת הדמיה Vevo 3100 | FUJIFILM VisualSonics (טורונטו, אונטריו, קנדה) | n/a | מערכת הדמיית אולטרסאונד |
| Vevo 3100 Lab Software | FUJIFILM VisualSonics (טורונטו, אונטריו, קנדה) | n/a | גרסה 3.2.7 להדמיה וניתוח |
| מערכת הרדמה כפולה קומפקטית Vevo | FUJIFILM VisualSonics (טורונטו, אונטריו, קנדה) | n/a | יחידת הרדמה מבוססת איזופלורן שולחנית |
| תחנת הדמיה Vevo | FUJIFILM VisualSonics (טורונטו, אונטריו, קנדה) | n/a | פלטפורמה פרוצדורלית |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה