החדרת ליפופוליסכריד תוך טרכאלי לא פולשני בעכברים
March 31st, 2023
כאן, אנו מציעים פרוטוקול להעברת ליפופוליסכריד תוך טרכאלי (LPS) באמצעות אינטובציה אנדוטרכאלית אורופרכאלית לא פולשנית. שיטה זו ממזערת את הטראומה של ההליך הכירורגי עבור החיה ומעבירה LPS מדויק לקנה הנשימה ולאחר מכן לריאות.
הפרוטוקול שלנו מציע שיטת העברה לא פולשנית חדשה של LPS מקנה הנשימה לריאה, בצורה מדויקת יותר. אנשים שמנסים שיטה זו בפעם הראשונה צריכים להשקיע מאמץ רב במציאת המיקום של קנה הנשימה. כדי להכין את משטח האינטובציה, מעבירים את החוט דרך שני החורים וקושרים את קצותיו לבליטות הקטנות בחלק העליון של ההגבהה.
לאחר מכן, חברו שתי גומיות לכל קצה של האטב והדביקו אותן לגבו של ההגבהה. לבסוף, מקבעים את ההגבהה לבסיס בזווית של 90 מעלות. הרכיבו את הצינורית על עט צינורית, והדליקו את אור העט.
לאחר מכן, יש לחטא מלקחיים כירורגיים קטנים ופיפטה של פסטר באמצעות 70% אלכוהול. כדי להכין את תמיסת תרכובת הבדיקה, הוסף שלושה מיליגרם של lipopolysaccharide, או LPS, במיליליטר אחד של pH 7.2 PBS. לאחר מכן, להמיס 10 מיליגרם של נתרן pentobarbital במיליליטר אחד של מלוחים רגילים, ולסנן את הפתרון באמצעות מסנן מזרק 0.45 מיקרומטר.
הניחו את העכבר המורדם על משטח האינטובציה. לאחר מכן תקן את השיניים הקדמיות העליונות עם החוט, ואת שתי הרגליים הקדמיות עם הגומיות. בעזרת פינצטה, משוך את הלשון החוצה ומחזיק אותה.
דוחפים את הצינורית באיטיות לאורך הפה אל האפיגלוטיס המנדיבולרי. אתרו את קנה הנשימה בעזרת האור של עט הצינורית והכניסו לאט לאט את הצינורית לתוכו. לאחר מכן למשוך את עט אינטובציה, משאיר את הצינורית בפנים.
הכנס את פיפטת פסטר למפרק הצינורית ולחץ על הראש. לאחר אינטובציה אנדוטרכאלית מוצלחת, באמצעות מיקרומזרק בעל ראש שטוח, להחדיר את תמיסת LPS מוכן במינון של שלושה מיליגרם לקילוגרם דרך הצינורית. לאחר שסיימתם, הוציאו את המזרק והצינורית.
הסר את העכבר מפלטפורמת האינטובציה והנח אותו בכלוב נפרד כדי להתאושש. שימו לב למצב הנשימה של העכבר עד שהוא מתאושש וחוזר להכרה. לאחר 12 שעות לאחר החדרת קנה הנשימה LPS, הוערך הביטוי של ציטוקין דלקתי, TNF-אלפא, ויחס משקל יבש-רטוב בריאה והושוו לשיטות החדרה אחרות.
רמות TNF-אלפא בסרום בקבוצת האינטובציה הלא פולשנית של הלוע היו גבוהות משמעותית בהשוואה לקבוצת הביקורת הריקה. יחס המשקל היבש-רטוב של הריאה עלה גם הוא, והגיע לרמה זהה לזו שבקבוצת אינטובציית קנה הנשימה הניתוחית. חשוב לא לגרד את קנה הנשימה בתהליך של מציאת המיקום של קנה הנשימה.
הטכניקה יכולה לשמש גם כדי לספק תרופות אחרות שצריכות להגיע לריאה בצורה לא פולשנית.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
סקירה
מחקר זה מציג פרוטוקול לא פולשני למתן ליפופוליסכריד (LPS) תוך קנה הנשימה באמצעות צנרור תוך קני נשימה דרך הפה במופת עכבר. הטכניקה ממזערת טראומה כירורגית תוך מתן LPS באופן מדויק לקנה הנשימה והריאות, ומאפשרת הערכה יעילה של תגובות דלקתיות.
מרכיבי מחקר עיקריים
תחום המחקר
- ביולוגיה נשימתית
- דלקת
- שיטות מתן תרופות
רקע
- חשיבות חקר הדלקת הריאות
- אתגרים עם טכניקות צנרור פולשניות
- צורך בשיטות מתן תרופות משופרות
שיטות ששימשו
- צנרור תוך קני נשימה בשיטות לא פולשניות
- עכברים כמופת מערכת ביולוגי
- הכנת LPS ושימוש בחומרי הרדמה
תוצאות עיקריות
- הפרוטוקול אפשר מתן מדויק של LPS לריאות.
- נצפו עליות משמעותיות ברמות הציטוקין הדלקתי TNF-אלפא לאחר המתן.
- יחס המשקל היבש-הרטוב של הריאות היה דומה לזה של טכניקות צנרור פולשניות.
מסקנות
- המחקר מדגים שיטה לא פולשנית יעילה למתן LPS.
- טכניקה זו רלוונטית למחקר פרה-קליני הכולל מתן תרופות ודלקת ריאות.
שאלות נפוצות
Executive Industry Relevance
Noninvasive oropharyngeal endotracheal LPS instillation in mice enables precise lung targeting for acute lung injury modeling while minimizing procedural trauma and off-target effects. This approach supports robust evaluation of pulmonary inflammation and drug delivery, enhancing predictive confidence in early respiratory disease research. Its adoption streamlines preclinical workflows and reduces biological variability, directly impacting portfolio triage and translational alignment.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables interrogation of inflammatory pathways in a controlled, lung-specific context.
- Reduces confounding systemic effects, supporting functional target validation.
- Improves predictive confidence for respiratory disease mechanisms and candidate selection.
Screening & Assay Development
- Facilitates preparation of validated acute lung injury models for compound screening.
- Supports reproducible induction of inflammatory endpoints such as TNF-alpha expression.
- Enables quantitative assessment of lung injury via dry-wet weight ratios.
Translational & Preclinical Research
- Aligns with disease-relevant pulmonary injury models for translational biomarker studies.
- Provides continuity from mechanistic discovery to preclinical validation of anti-inflammatory agents.
- Supports risk-adjusted advancement of respiratory therapeutics.
Pipeline & Workflow Integration
This noninvasive LPS instillation method fits within the early discovery to preclinical continuum for respiratory disease research and drug development.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing of lung-specific inflammatory responses and pathway elucidation.
- Screening: Delivers standardized, reproducible models for evaluating anti-inflammatory compounds.
- Analytics: Provides quantitative outputs such as cytokine levels and lung weight ratios for condition comparison.
- Translational Research: Bridges discovery findings to preclinical biomarker validation in disease-relevant systems.
- Enterprise Reuse: Offers a reusable, noninvasive platform for pulmonary drug delivery studies across programs.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in lung injury models.
- Operational Value: Enhances standardization, reproducibility, and animal survival rates.
- Strategic Value: Enables better go/no-go decisions and capital efficiency in respiratory portfolios.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization and advancement of respiratory candidates.
Implementation Considerations
- Requires technical expertise in noninvasive intubation and animal handling.
- Needs specialized intubation apparatus and analytical tools for cytokine and lung weight measurement.
- Demands cross-team standardization for reproducibility and data comparability.
- Adaptable to other pulmonary drug delivery studies with appropriate validation.
- Careful technique is essential to avoid tracheal injury and ensure accurate dosing.
