מודל אנדוטוקסין מוכוון יחידת טיפול נמרץ הניתנת לשחזור בחולדות
20 בפברואר 2021
כאן אנו מציגים מודל אנדוטוקסין מוכוון יחידת טיפול נמרץ בחולדות.
פרוטוקול זה הוא מודל חזק וניתן לשחזור של אנדוטוקסמיה שבו ניתן להעריך פרמטרים פיזיולוגיים ומולקולריים שוב ושוב. גישה זו עשויה לסייע במענה על שאלות בחקר אלח דם. בעוד שהמודל שלנו אינו מחליף ניסויים בבעלי חיים, הוא משכלל מודלים של אלח דם באמצעות הרגעה מתמשכת ומפחית את מספר בעלי החיים באמצעות דגימות חוזרות ונשנות.
מתחילים עשויים להתקשות בהחדרת צנתרים עורקיים וורידים, אך נדרש רק אימון מוגבל כדי לשלוט בטכניקות אלה. הדמיה של כל מערך הניסויים מאפשרת לחוקרים להגדיר, או להתאים, את המודלים שלהם כדי לחקות בצורה הדוקה יותר מצב של טיפול נמרץ. התחילו בהעברת החיה המורדמת לשטיחון חימום.
שמירה על טמפרטורת הגוף בין 36.5 ל -37 מעלות צלזיוס. וודאו כי החיה נושמת באופן ספונטני על ידי אספקת חמצן עם חרוט אף. אשר את רמת ההרדמה על ידי היעדר רפלקס צביטה בבוהן לפני התקנת טרכאוסטומיה וצנתרים עורקיים וורידיים.
השתמש במשחה כדי להגן על העיניים. הכינו כלי ניתוח וצנתרים סטריליים יחד עם ניטור לחץ וריווי חמצן לחמצון מספיק. יש למרוח חוסם עורקים על הזנב הפרוקסימלי של החולדה כדי להקל על הגישה הוורידית ולחטא את הזנב שלוש פעמים באלכוהול.
הכניסו קטטר תוך ורידי בעל 26 מדים לאחד משני ורידי הזנב הצדדיים הנמנעים מהזרקת אוויר. להתיר את חוסם העורקים לאחר הנחת הצנתר התוך ורידי ולתקן את הצנתר התוך ורידי במקום עם סרט דבק. חברו משאבות מזרקים עם סטופקוקים תלת-כיווניים לגישה תוך ורידית ליישום רציף של נוזלים ותרופות.
מתחילים את הטרכאוסטומיה על ידי גילוח אזור הצוואר הקדמי של החיה, ולאחר מכן מחטאים את העור המגולח שלוש פעמים בתמיסת יוד פובידון. בצע חתך אורכי של שני סנטימטרים באמצעות להב אזמל מספר 10. לסגת את העור עם 2-0 תפרים משי.
לאחר מכן הכין בבוטות את הגרון ואת קנה הנשימה שייפתחו עם מספריים כירורגיים. החדר צינורית קנה הנשימה הסטרילית לקנה הנשימה, נזהר לא לחדור עמוק מדי כדי למנוע אוורור חד צדדי. תקן את הצינורית במקומה על ידי שימוש בתפר משי 2-O ולאחר מכן חבר את הצינורית למכונת הנשמה ללחץ או אוורור מבוקר נפח.
הגדר פרוטוקולים להחלפת נוזלים, פרוטוקולי יישום vasoconstrictor וקריטריונים להפלה לפני הגדרת הניסוי. יש לחטא את זנב החולדה שלוש פעמים בתמיסת יוד פובידון ולאחר מכן לחתוך את מעגל העור סנטימטר אחד באורך בצד הגחון באמצעות אזמל, תוך הקפדה שלא לחתוך עמוק מדי כדי למנוע פגיעה בעורק הזנב. השתמש במיקרוסקופ כירורגי כדי לחשוף את העורק בזהירות.
חותכים את החיתולית המקיפה את העורק עם מיקרו מספריים כירורגיים. לאחר מכן ליטפו את החלק הדיסטלי של העורק על ידי ביצוע תפר משי פרוקסימלי 6-0, אך אל תהדקו את המשי. הכניסו צנתר בעל 26 מדים לעורק שבין תפר המשי הדיסטלי לפרוקסימלי, ולאחר מכן הדקו את תפר המשי הפרוקסימלי כדי לקבע את הצנתר במקומו.
חברו את הצנתר למתמר לחץ כדי לספק מדידת לחץ עורקית רציפה. בנוסף, מניחים תחנה תלת-כיוונית בין הצנתר המחובר למתמר הלחץ לבין הקטטר בעל 26 המדים לדגימת דם עורקי. לאחר שהחיה הגיעה למצב יציב, הושרה אלח דם על ידי הזרקת LPS ואיסוף דגימות דם.
החלף את אובדן הנוזלים מדגימות הדם על ידי תמיסת רינגר ביחס של אחד לארבעה, תוך הימנעות מהזרקת אוויר בכל עת על מנת למנוע תסחיף אוויר. הלחץ העורקי הממוצע נשאר יציב אצל בעלי חיים עם ובלי גירוי LPS. בעלי חיים המטופלים ב- LPS מפתחים מאפיינים של אלח דם, כגון עודף בסיס שלילי.
בעלי חיים שטופלו ב-LPS פיתחו גם תגובה דלקתית חזקה, שנמדדה על ידי ציטוקינים בפלזמה, כגון חלבון כימואטראקטנטי-1, חלבון כימותרפי-1 מונוציטים ואינטרלוקין-6. כאשר מנסים פרוטוקול זה, זכור להגדיר מראש משטרי נוזלים וווזופרסורים וכן להגדיר קריטריוני סיום על מנת לקבל נתוני מחקר מוצקים וניתנים לשחזור. פרוטוקול זה יכול להיות מותאם למודלים אחרים של אלח דם.
אז שאלת מחקר נענית בגישה המתאימה ביותר ובהתאם לעקרונות של צמצום, עידון, החלפה של רווחת בעלי חיים.
צפו בתמליל המלא וקבלו גישה לאלפי סרטונים מדעיים
סקירה כללית
מאמר זה מציג מודל חזק וניתן לשחזור של אנדוטוקסמיה בחולדות, אשר תוכנן למחקרים המכוונים ליחידות לטיפול נמרץ. המודל מאפשר הערכה חוזרת של פרמטרים פיזיולוגיים ומולקולריים, ובכך מסייע במחקר של ספסיס.
מרכיבי מפתח של המחקר
תחום המדע
- מדעי המוח
- מחקר ספסיס
- מודלים של בעלי חיים
רקע
- אנדוטוקסמיה היא מצב קריטי בסיפסיס.
- מודלים קיימים דורשים לעיתים קרובות שימוש נרחב בבעלי חיים.
- סדציה רציפה יכולה לשפר גישות ניסיוניות.
- דגימה חוזרת יכולה לספק נתונים רבים יותר ממספר קטן יותר של בעלי חיים.
מטרת המחקר
- פיתוח מודל המדמה תנאים ביחידה לטיפול נמרץ (ICU).
- מתן אפשרות להערכות חוזרות של תגובות פיזיולוגיות.
- שיפור השימוש האתי בבעלי חיים במחקר.
שיטות שנעשה בהן שימוש
- העברת חולדות מורדמות למצע חימום.
- החדרת קטטרים עורקיים וורידייים.
- ניטור רציף של פרמטרים פיזיולוגיים.
- הדגמה של מערך הניסוי לצורך הסתגלות טובה יותר.
תוצאות עיקריות
- המודל הניתן לשחזור ויציב עבור מחקרי אנדוטוקסמיה.
- ניתן להעריך פרמטרים פיזיולוגיים ומולקולריים באופן חוזר.
- מפחית את מספר בעלי החיים הדרושים לניסויים.
- מקל על הכשרת מתחילים בטכניקות להחדרת קטטר.
מסקנות
- מודל זה משפר את חקר הספסיס באופן מבוקר.
- הוא מספק מסגרת למחקרים עתידיים בטיפול נמרץ.
- מציע גישה אתית יותר למחקר בעלי חיים בספסיס.
שאלות נפוצות
רלוונטיות תעשייתית למסגרת ניהולית
מודל אנדוטוקסין זה, המכוון ליחידה לטיפול נמרץ (ICU), תומך בהערכה הדירה של פרמטרים פיזיולוגיים ומולקולריים במחקר ספסיס, ומאפשר בדיקה חוזרת של התערבויות טיפוליות תוך הפחתת מספר בעלי החיים באמצעות דגימה חוזרת. המודל עומד בעקרונות ה-3R ומקל על הערכה פרה-קלינית של תרכובות המווסתות ספסיס תחת תנאים רלוונטיים קלינית של סדציה, הנשמה וניטור המודינמי.
יישומים אסטרטגיים במחקר ופיתוח בביופארמה
גילוי מוקדם ותיקוף מטרה
- ערך מדעי: מאפשר בחינה של נתיבים דלקתיים, כגון אותיות TLR4 ומסלולי ציטוקינים (למשל, MCP-1, IL-6), בתנאים מבוקרי אנדוטוקסמיה.
- ערך תפעולי: מספק מדדים המודינמיים ודלקתיים הניתנים לשחזור לצורך מחקרי מעורבות מטרה (target engagement) ומודולציה של נתיבים.
- ערך מדעי: תומך בהפחתת סיכונים מנגנונית (mechanistic de-risking) על ידי קישור התערבויות מולקולריות לתוצאות פיזיולוגיות, כגון לחץ דם עורקי ממוצע ועודף בסיס (base excess).
סריקה ופיתוח בדיקות
- ערך מדעי: מייצר פרמטרים פיזיולוגיים ורמות ציטוקינים כמותיות בפלזמה המתאימים לקישור בין בדיקות סמנים ביולוגיים לבין הפתופיזיולוגיה של אלח דם (sepsis).
- ערך תפעולי: פרוטוקולים סטנדרטיים להחייאת נוזלים ולמתן ואזופרסורסים מבטיחים תנאי בסיס עקביים עבור סריקת תרכובות.
- ערך מדעי: מאפשר דגימות דם חוזרות מאותו בעל חיים, מה שמעלה את צפיפות הנתונים לכל נסיין ומשפר את השחזור של הבדיקות.
מחקר תרגומי ופרה-קליני
- ערך מדעי: משקף ניהול קליני ביחידה לטיפול נמרץ (ICU), כולל הנשמה מלאכותית, ניטור רציף של לחץ עורקי ושימוש ב-norepinephrine, ובכך מגביר את הרלוונטיות התרגומית.
- ערך תפעולי: קריטריונים מוגדרים לסיום ופרוטוקולים להחלפת נוזלים תומכים בביצוע סטנדרטי של מחקרים פרה-קליניים ובשחזוריות בין מעבדות.
- ערך מדעי: מקל על הערכת סממנים של תפקוד לקוי של מערכות איברים מרובות, ובכך תומך בהחלטות קידום מותאמות סיכון בפיתוח טיפולים לספסיס.
שילוב תהליכי עבודה וצנרת עיבוד
המודל משתלב ברצף הגילוי של אלבספסיס, החל מתיקוף המטרה ועד לבדיקת יעילות פרה-קלינית, ובמיוחד עבור תרכובות המטרגטות היפראינפלמציה או תפקוד כלי דם לקוי.
- ביולוגיה של גילוי: תומך בבדיקת היפותזות של יעדים למודולציה חיסונית באמצעות תגובות מדידות של ציטוקינים והמודינמיקה למאתגר LPS.
- סריקה: מאפשר מערכות ביולוגיות מוכנות לבדיקה עם פנוטיפים סטנדרטיים של אלח דם (ספסיס) לצורך הערכת ספריות של תרכובות.
- אנליזה: מספק פלטים כמותיים הכוללים MAP, עודף בסיס וציטוקינים בפלסמה (MCP-1, IL-6) לצורך ניתוח תגובה למינון ומעורבות יעד.
- מחקר תרגומי: משחזר פרוטוקולים של טיפול ביחידה לטיפול נמרץ (ICU), ובכך משפר את הרצף משלב הגילוי ועד לתיקוף פרה-קליני של טיפולים לאלח דם.
- שימוש חוזר ארגוני: זרימות עבודה מובססות של קטטרזציה, הנשמה וניטור מאפשרות שימוש חוזר בפלטפורמה במחקרים מרובים של מנגנוני אלח דם.
השפעה תפעולית וארגונית
- ערך מדעי: ביטחון חזוי בתיקוף מטרה באמצעות פנוטיפים של ספסיס הניתנים לשחזור ומסלולי דלקת מדידים.
- ערך תפעולי: הליכי ניתוח וניטור סטנדרטיים משפרים את יכולת השחזור ומפחיתים שונות בין ניסויים.
- ערך אסטרטגי: צמצום מספר בעלי החיים באמצעות דגימות חוזרות מפחית את נטל המשאבים ותומך במסלולי מחקר פרה-קליניים אתיים.
- השפעה על הפורטפוליו: מאפשר קבלת החלטות מוקדמת יותר של go/no-go על ידי אספקת מדדים מכניסטיים ופיזיולוגיים המפחיתים את הסיכון בהיפותזות של מטרות לטיפול בספסיס.
שיקולי יישום
- מומחיות בקטטריזציה וסקולרית במכרסמים ובטכניקות כירורגיות סטריליות.
- ציוד להעברה של לחץ עורקי, בקרת מאוורר וניתוח גזים בדם.
- פרוטוקולים סטנדרטיים להחייאת נוזלים, מינון של תרופות וזופרסוריות ושמירה על טמפרטורה (36.5–37°C).
- שיקולי התאמה עבור זני חולדות שונים או מצבים נלווים במודלים של ספסיס.
- מגבלות כוללות את המורכבות הטכנית של קטטריזציה עורקית ואת הצורך בטכניקה אספטית למניעת זיהומים המהווים גורם מבלבל.
שאלות נפוצות בביופארמה
Chapters in this video
0:05
Introduction
1:06
Anesthesia Induction, Animal Monitoring, Intravenous Access and Tracheostomy
3:06
Arterial Access, Baseline Measurement, Sepsis Induction and Follow-Up Measurements
4:37
Results: The Analysis of the Arterial Pressure, Sepsis and the Inflammatory Reaction in LPS-Treated and Non-Treated Animals
5:11
Conclusion
