במחקר זה, טכניקת החדרה אנדוטרכיאלית לא פולשנית הוכחה כמפתחת ALI בעכברים באמצעות לרינגוסקופ בסיסי להבטחת העברת LPS מדויקת לריאות. ה-LPS מושתל דרך צינור אנדוטרכיאלי באמצעות לרינגוסקופ. גודל הפגיעה בריאתיות מוערך במספר נקודות זמן.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
* These authors contributed equally
במחקר זה, טכניקת החדרה אנדוטרכיאלית לא פולשנית הוכחה כמפתחת ALI בעכברים באמצעות לרינגוסקופ בסיסי להבטחת העברת LPS מדויקת לריאות. ה-LPS מושתל דרך צינור אנדוטרכיאלי באמצעות לרינגוסקופ. גודל הפגיעה בריאתיות מוערך במספר נקודות זמן.
פגיעת ריאה חריפה (ALI) היא מצב דלקתי מסכן חיים המאופיין בהיפוקסמיה עורקית, בצקת אלוואולרית, פגיעה בשלמות מחסום הנימים האפיתליאלי-אנדותליאלי, ואחריו חדירת תאים דלקתיים לרקמת הריאה, לעיתים מתקדמת לצורתה החמורה יותר, תסמונת מצוקה נשימתית חריפה (ARDS), שלרוב מובילה לכשל נשימתי חריפה. מודלי העכברים של ALI, המושרים בעיקר על ידי ליפופוליסכריד (LPS), הם כלי מרכזי במחקר שמטרתו להבין את מנגנוני דלקת הריאות ואת תרופותיה. מודלים ישירים ועקיפים של פגיעות ריאות ממכרסמים מציעים יתרונות מובחנים לצד מגבלות, במיוחד מבחינת שיעור הישרדות, משך שלב פתרון הדלקת, סיכונים לטראומה ניתוחית וזיהום. במחקר הנוכחי, שימשה טכניקת אינטנציה לא פולשנית לאנדוטרכיה לפיתוח מודל ALI ישיר בעכברים. טכניקה זו מבטיחה אספקה ממוקדת של LPS או חומר בדיקה לריאות דרך המסלול האנדוטרכיאלי בעזרת לרינגוסקופ בסיסי. ההליך מתחיל בהרדמת העכברוש ומיקומו בתנוחה חצי-שוכבת. לאחר מכן, תמיסת ה-LPS ניתנת ליד פתח קנה הנשימה באמצעות מזרק המחובר לצינור אנדוטרכיאלי של חולדות. בעת סיום הניסוי, נאספות דגימות ריאה או שטיפה כדי להעריך פרמטרים דלקתיים וארכיטקטורת הריאות. טכניקה זו עולה על מודלים אחרים במהירות, ספציפיות ואמינות, ומספקת מיקוד ספציפי עם נזק מינימלי לרקמות, סיכון נמוך לתמותה ודלקת מחוץ לאתר זניחה. שיטה זו חשובה במיוחד במחקרים פרה-קליניים של ALI, ARDS ומצבים קשורים כמו אנפילקסיס או דום לב. בהשוואה, שיטה זו משתלבת יותר עם טכניקות הדמיה מתקדמות כמו מיקרוסקופיה תוך-חיונית למעקב אחר הפצת התרופות והתקדמות המחלה בזמן אמת.
פגיעת ריאה חריפה (ALI) היא מצב דלקתי מסכן חיים המאופיין בהיפוקסמיה עורקית, בצקת ריאות, פגיעה בשלמות מחסום האנדותליאל-אפיתל וחדירה המונית של תאי מערכת החיסון לריאות1. הפתופיזיולוגיה של ALI מורכבת וכוללת אינטראקציה ושיבוש של מסלולים חופפים ואינטראקטיביים מרובים, כגון קרישה, פגיעות ברקמות, ודלקת ריאתית ומערכתית כאחד. דיכוי מהיר של תגובה דלקתית זו הוא קריטי לשיקום הומאוסטזיס ברקמות. אם לא מטפלים בה, ההפרעה המתקדמת במהירות הזו לעיתים קרובות מחלימה לתסמונת קושי נשימה חריפה (ARDS), מצב חמור יותר המוגדר על ידי היפוקסמיה עמידה. הפתוגנזה של ALI נקשרה לפגיעה בריאותית ולנזק או מוות של תאי אפיתל אלוואולרי ותאי אנדותל מיקרווסקולריים 1,2,3,4.
האטיולוגיה האחראית ל-ALI/ARDS כוללת מגוון רחב של גורמים זיהומיים ולא זיהומיים, הנובעים ממקורות ישירים ועקיפים לפציעות ריאה5. הגורמים הישירים כוללים דלקת ריאות6, כמעט טביעה7, שאיבת תכולת קיבה8, שאיפת רעלים כמו גז כלור9, זיהום חיידקי10, וזיהום ויראלי כמו SARS-CoV-2 11,12,13,14. גורמים עקיפים נובעים מתהליכים מערכתיים המשפיעים על הריאות באופן משני, הכוללים ספסיס15, טראומה16, דלקת לבלב17, מנת יתר של תרופות ועירויי דם18.
המטרה העיקרית של שיטה זו היא להקים מודל שכפול ולא פולשני של ALI בעכברים באמצעות מתן אנדוטוקסין באנדוטרכיה. ההיגיון בפיתוח טכניקה זו נובע ממגבלות של שיטות העברה קונבנציונליות. הטכניקה הודגמה במטרה להשיג אספקה ישירה ומדויקת לאבדיות ריאות, למזער חשיפה מערכתית ולהפוך אותה לגישה מבטיחה לטיפולים ריאתיים ממוקדים בעתיד. הזרעה תוך אף מציבה מספר אתגרים, שחלקם יכולים להשפיע משמעותית על תוצאות המחקר, כגון מיקוד לקוי לאזורי ריאה עמוקים ושונות נשימתית בקרב בעלי חיים19. גורמים נוספים, כמו כמות מינון מוגבלת וגירוי אפשרי באף, פחות קריטיים אך עדיין עלולים להשפיע על עקביות. בהשוואה לכך, מתן האנדוטרכיה מספק מסירה מדויקת וישירה יותר למערכת הנשימה התחתונה, ומבטיח מיקוד ריאתי טוב יותר ואחידות במינון עם מינימום שונות בין בעלי חיים, מה שהופך את המסלול ליעיל ואמין יותרלחשיפה לריאת. מסלול השאיפה רלוונטי קלינית בשל אופיו הלא פולשני, אך הוא גם קשור למגבלות מסוימות במחקר קדם-קליני, כגון אובדן תרופות בדרכי הנשימה העליונות ויעילות מופחתת במיקוד באזורים דיסטליים של הריאות. מגבלות אלו בולטות יותר במודלים חמורים, כולל פגיעות כפולות או מודלים מהונדסים גנטית הכוללים עכברים עם דחיפה או דחיפה. לעומת זאת, מתן האנדוטרכיה מבטיח עקביות רבה יותר למתן תרופות ישיר למערכת הנשימה התחתונה, מה שמפחית אובדן ומאפשר מיקוד יעיל במודלים פרה-קליניים מורכבים גםכן. דרך נוספת רלוונטית למתן במחקר קדם-קליני היא מתן תוך-קנה הנשימה פולשנית. למרות שזה יעיל, הוא קשור לסיכון ללחץ כירורגי, זיהום, שונות בקריאה ודרישה לשמירת טמפרטורה22. לעומת זאת, שיטת האנדוטרכיאל מציעה אלטרנטיבה לא פולשנית אמינה, מה שהופך אותה לאידיאלית למחקרים הכוללים הערכות חוזרות לאורך תקופות תצפית ממושכות.
שיטה זו ניתנת ליישום במודלים של בעלי חיים מעבר ל-ALI, כולל אסתמה, פיברוזיס ריאתי, COPD, דלקת ריאות ומחלות ריאה זיהומיות. הוא רלוונטי גם בתחומי מחקר פרה-קליניים כגון אנפילקסיס, דום לב והפרעות קצב לב. ראוי לציין כי שיטת האנדוטרכיה כבר קיימת בפרקטיקה הקלינית למתן תרופות מסוימות, בהתאם לדחיפות ולתרחיש הקליני 23,24,25.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כל הנחיות המוסד וה-CPCSEA נשמרו לטיפול ושימוש בבעלי חיים. בעלי החיים עברו פיקוח מתמשך לאחר ההליך כדי להבטיח את רווחתם ולעמוד בהנחיות האתיקה של CSIR-המכון ההודי לרפואה אינטגרטיבית, ג'אמו, לפי מספר אישור ועדת האתיקה המוסדית לבעלי חיים (IAEC): 468/87/8/2025. פרוטוקול זה מתאר את ההטמעה הלא פולשנית של ליפופוליסכריד (LPS) באמצעות שיטת ההולכה הישירה, כפי שהודגם בעבר, עם שיפורים מתודולוגיים מסוימים שהוכנסו במחקר הנוכחי 26,27,28. הטכניקה מותאמת להשראת ALI בצורה מבוקרת ועקבית, תוך שמירה על תוצאות ניסוי חזקות תוך שמירה על סטנדרטים גבוהים של טיפול בבעלי חיים. החומרים והציוד בהם משתמשים מופיעים בטבלת החומרים.
1. הרדמה והכנה ל-LPS
2. החדרה אנדוטרכיאלית של LPS
3. איסוף דגימות
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המודל אומת על ידי מדידת סמנים דלקתיים, כולל רמות IL-1β, פעילות MPO, תכולת החלבון הכוללת והיסטופתולוגיה לאחר 24 שעות ו-120 שעות לאחר הזרעת LPS. המחקר כלל שלוש קבוצות ניסוי: קבוצת ביקורת (לא טופלה) ושתי קבוצות שעברו הזרקת LPS, כאשר אחת הושמתה לאחר 24 שעות והשנייה ב-120 שעות (בהתאם לפרוטוקולים שאושרו על ידי המוסד).
בהשוואה לקבוצת הביקורת, הקבוצה שנחשפה ל-LPS שנחשפה לאחר 24 שעות הראתה עלייה משמעותית ברמות IL-1β, יחד עם פעילות מוגברת של MPO ותכולת ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
שיטת ההחדרה האנדוטרכיאלית מספקת גישה לא פולשנית, ניתנת לשחזור וממוקדת לטיפול ריאתי, וביעילות עוקפת את הצורך בהתערבות כירורגית. שיטה זו מפחיתה משמעותית את הסיכונים הקשורים לטראומה כירורגית, כגון נזק לרקמות, תוך מזעור הסיכון לזיהומים לאחר ניתוח ונזק לא מכוון לאיברים שיכולים להיגרם מהליכים פולשניים. על ידי מתן חומרים ישירות לריאות, מסלול האנדוטרכיה מבטיח טיפול מקומי מדויק, המשפר את היעילות הטיפולית תוך שמירה על פרופיל בטיחות חיובי. דבר זה הופך אותו לאלטרנטיבה מועילה ואמינה יותר לשיטות פולשנ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים מצהירים שאין להם אינטרסים פיננסיים מתחרים.
המחבר המדבר, SR, מודה על התמיכה הכספית ממלגת רמלינגסוואמי (הפניה מס' BT/RLF/כניסה מחדש/13/2019), מחלקת הביוטכנולוגיה, ממשלת הודו. המחברים מודים לד"ר גובינד יאדב, ד"ר רמאג'יאן פנדיאן ולצוות בית החיות של CSIR-IIIM על תמיכתם.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| פריזמה 8 | Graphpad | https://www.graphpad.com/features | |
| ברדפורד ריאגנט | הימדיה, הודו | ML106-500 ML | |
| DL-דיתיותרייטול | הימדיה, הודו | RM525-25G | |
| אוסין | לובה כמי, הודו | 3660 | |
| אתילן דיאמין טטרה אצטית (EDTA) | לובה כמי, הודו | 6381926 | |
| מלקחיים | - | ||
| פורמלין 10% | סיגמא אולדריץ', ארה"ב | HT501320 | |
| המטוקסילין | SDFCL | 74108G05 | |
| HEPES | הימדיה, הודו | MB016 | |
| מי חמצן | אברה, הודו | 7722841 | |
| קטמין | Neon Laboratories Ltd, הודו | - | |
| לרינגוסקופ | Medical Sources Co., Ltd., סין | MS-LA500FV | |
| ליפופוליסכריד מ-Escherichia coli O55:B5 | סיגמא אלדריץ', ארה"ב | L2880 | |
| או-דיאניזידין דיהידרוכלוריד | סיגמא אלדריץ', ארה"ב | D3252-5G | |
| מלח בופר פוספט (PBS) | אינויטרוגן, ארה"ב | 3002 | |
| אורתופוספט דיהידרוגן אשלגן | הימדיה, הודו | IN26185530500 | |
| קוקטייל מעכבי חלבון | סיגמא אולדריץ' | P8340 | |
| Rat IL-1 ובטא; ELISA Kit | תרמופישר, ארה"ב | BMS630 | |
| כלוריד נתרן | הימדיה, הודו | TC046M | |
| פלואוריד נתרן | הימדיה, הודו | GRM7502 | |
| נתרן אורתובנאדט | סיגמא אלדריץ', ארה"ב | S6508 | |
| נתרן פירופוספט | מרק, ארה"ב | MA3M722243 | |
| חומצה גופרתית | סיגמא אלדריץ', ארה"ב | 339741 | |
| טריטון X-100 | תרמופישר, ארה"ב | T8787 | |
| Xylazine | Indian Immunologicals Ltd, הודו | - |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.