Somministrazione intranasale di terapeutica del sistema nervoso centrale di topi Awake

Leah R. Hanson; Jared M. Fine; Aleta L. Svitak; Katherine A. Faltesek

doi:10.3791/4440

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Articolo metodologico

Somministrazione intranasale di terapeutica del sistema nervoso centrale di topi Awake

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DOI:

10.3791/4440

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8 aprile 2013

Leah R. Hanson¹ , Jared M. Fine¹ , Aleta L. Svitak¹ , Katherine A. Faltesek¹

¹Alzheimer’s Research Center at Region’s Hospital, HealthPartners Institute for Education and Research

In questo articolo

Sommario

Un metodo per somministrare farmaci per via intranasale topi svegli per lo scopo di indirizzare il cervello è descritto. Questo metodo consente di ripetere il dosaggio per lunghi periodi con la somministrazione intranasale del farmaco senza anestesia, e faccia a cervello di consegna con un'esposizione sistemica minima.

Abstract

Somministrazione intranasale è un metodo di fornire agenti terapeutici per il sistema nervoso centrale (CNS). E non è invasivo e permette di molecole di grandi dimensioni che non attraversano il sangue-cervello barriera di accesso al sistema nervoso centrale. I farmaci sono direttamente mirate al sistema nervoso centrale, con la somministrazione intranasale, riducendo l'esposizione sistemica e quindi indesiderati effetti collaterali sistemici ^1. Consegna dal naso al SNC verifica in pochi minuti lungo entrambe le vie olfattive e trigemino neurali tramite via extracellulare e non richiede farmaco di legarsi al recettore o qualsiasi trasporto assonale ^2. Consegna intranasale è un metodo ampiamente pubblicizzato ed è attualmente utilizzato nel corso degli studi clinici ^3.

Consegna intranasale dei farmaci in modelli animali permette per la valutazione iniziale di distribuzione farmacocinetica ed efficacia. Con i topi, è possibile somministrare farmaci per animali svegli (non anestetizzati) su base regolare utilizzando un spelizzati presa intranasale. Consegna Awake è utile perché permette di lungo periodo di somministrazione cronica senza anestesia, ci vuole meno tempo che con l'anestesia, e può essere imparato e fatto da molte persone in modo che squadre di tecnici sono in grado numero grande dose di topi in brevi periodi. Efficacia di terapie somministrate intranasale in questo modo di topi è stata dimostrata in numerosi studi inclusi insulina in modelli murini diabetici ^4-6 e deferoxamina in modelli di topo di Alzheimer. ^7,8

L'impugnatura intranasale per i topi possono essere apprese, ma non è facile e richiede pratica, abilità, e una presa precisa per fornire in modo efficace farmaco per il cervello ed evitare il drenaggio al polmone e dello stomaco. I topi sono trattenuti a mano usando un scruff modificato nella mano non dominante con il collo tenuto parallelo al pavimento, mentre il farmaco viene fornito con una pipetta con la mano dominante. Di solito ci vogliono 3-4 settimane di acclimatando al trattamento prima di topipuò essere tenuto con questa presa senza risposta allo stress. Abbiamo preparato il video JoVE per rendere questa tecnica di somministrazione intranasale più accessibile.

Protocollo

1. L'acclimatazione di Gestione per somministrazione endonasale di Mice Awake

Introduzione

Topi devono essere acclimatati per gestire per un periodo di 2-4 settimane prima dell'inizio della somministrazione endonasale. L'acclimatazione al trattamento è importante, in quanto aiuta a garantire una posizione corretta del corpo per la massima efficacia della somministrazione di farmaci intranasale sveglio. Inoltre, i topi che non sono stati adeguatamente abituati a questo processo può avere una reazione grave ansia dopo la somministrazione. I topi dovrebbe spendere circa 2-3 giorni in ciascuno dei nove passi prima di passare alla fase successiva, a seconda della comodità dell'animale alla movimentazione. Livello di stress del mouse deve essere utilizzato come misura del progresso. Ciò significa che il controllo dei movimenti del topo, la quantità / frequenza della minzione, defecazione, tremante, e mordere. Se il mouse è dotato di una risposta di elevato stress, rimanere su quel passo prima di passare a quello successivo fino a quando la risposta si riduce. Un campione acclimatazione schedule si può vedere nella tabella 1. Acclimatazione dei topi dovrebbe progredire attraverso i seguenti volta al giorno passi. Eseguire le operazioni descritte più di una volta al giorno, nel tentativo di accelerare l'acclimatazione, non è raccomandato.

Posizionare il mouse nel palmo della mano per un periodo di 2-3 minuti, non più di un piede sopra la parte superiore della gabbia, come animali frequentemente saltate durante questa fase introduttiva. Se il mouse tenta di strisciare fuori dalla mano e il proprio braccio, basta sollevare il mouse dalla base della coda e rimetterlo in mano.
Posizionare il mouse nel palmo della mano per tre minuti e pet l'animale delicatamente. Pet il mouse direzionale dalla testa alla coda, permettendo all'animale di muoversi liberamente.
Posizionare il mouse nel palmo della mano per tre minuti mentre massaggia dietro le orecchie (leggermente pizzicare insieme la pelle sulla parte posteriore del collo con il pollice e il dito indice).
Tenere / lift il mouse dalla collottola per 30 sec, lasciando il resto del mouse sulla parte superiore della gabbia per 30 secondi prima di ripetere la presa di nuovo.
Tenere il mouse utilizzando il grip intranasale, che è descritta nella sezione 2, ma non invertire l'animale (completare fino al punto 2.4). Tenere l'animale in questo modo per un periodo di 30 secondi e rilasciare torna gabbia. Ripetere una seconda volta dopo un periodo di un minuto di riposo.
Tenere il mouse con la presa intranasale, come descritto nella sezione 2, tra cui invertendo l'animale per cui il suo lato ventrale è rivolto verso l'alto verso il soffitto. Assicurarsi che il collo dell'animale è parallelo al pavimento. Mantenere questa posizione per 30 secondi. Ripetere questa operazione una seconda volta dopo un periodo di un minuto di riposo. Alcuni topi resistere alla presa intranasale più di altri, in particolare quando viene utilizzato per la prima volta con inversione in questa fase nella acclimatazione. Se il mouse si libera dalla morsa, mettere il mouse indietro sulla parte superiore della gabbia e ri-presa. Ripetere la ri-presa se necessario, Ma monitorare il livello di stress del mouse e riportarlo alla gabbia, se necessario. Un altro fattore che può giocare un ruolo nel perdere l'aderenza a questo punto il processo di acclimatazione è inesperienza dei gestori di animali con la tecnica di somministrazione intranasale.
Tenere il mouse con la presa intranasale, invertire, brevemente mettere una pipetta con una punta vuoto su ogni narice, e tenere la posizione degli animali per 30 sec. Ripetere questo dopo un minuto di riposo.
Tenere il mouse con il grip intranasale, è invertito, e intranasale amministrare 6 ml di soluzione fisiologica nel nare a destra ea sinistra, come descritto nella sezione 3 (fino al passo 3.7).
Tenere il mouse con la presa intranasale, invertito, e intranasale amministrare 6 ml di soluzione fisiologica nel nare a destra ea sinistra due volte ponendo l'animale indietro sulla parte superiore della gabbia in mezzo, come descritto nella sezione 3.

2. Il Grip intranasale a Immobilizzare Mice Awake

Posizionare l'O del mousen la gabbia superiore.
Con il pollice e l'indice della mano dominante, tenere premuto il mouse per la coda. Utilizzando il medio, anulare e mignoli, leggermente pin la porzione inferiore del corpo all'inizio gabbia (Figura 1A). Lasciate che il topo afferrare le sbarre, come si allungare leggermente il mouse fuori e meglio prendere la collottola.
Con il pollice e il medio sul vostro mano non dominante, stringere il mouse saldamente la collottola (eccesso di pelle) dietro il collo e le spalle. Sollevare la pelle flaccida di fare una tenda di pelle tra le scapole (Figura 1B). Prendere la pelle il più possibile, ma attenzione a non tirare il muscolo in quanto ciò causare disagio al mouse. Prestare attenzione al fine di non applicare troppa pressione alla cassa toracica dell'animale o della colonna vertebrale. Pressione eccessiva o tirando la pelle può portare all'inibizione della respirazione in alcuni casi.
Rapidamente posizionare il dito indice della mano non dominante sulla testa del mouse comevicino al naso possibile e tirare la pelle (Figura 1C, 1D). Allo stesso tempo, far scorrere il pollice e il dito medio verso la testa per la posizione ottimale. Idealmente, il mouse non dovrebbe essere in grado di muovere la testa in verticale o in orizzontale.
Pur mantenendo la presa sulla collottola, girare il mouse sulla schiena. Indietro Il mouse dovrebbe essere nel palmo della vostra mano. Tenere saldamente la coda del topo (vicino alla base) contro il palmo della mano con le ultime due dita (anulare e mignolo) per stabilizzare il mouse, oppure si può avvolgere le dita attraverso la parte inferiore del corpo (Figura 1E, 1F).
A questo punto assicurarsi che il collo del topo e del mento sono piane e parallele al pavimento. Il mento deve essere vicino a un angolo di 180 gradi con il collo, per quanto possibile per aiutare con la somministrazione intranasale. Lievi variazioni dell'angolo può causare la droga a finire nel sito sbagliato. Assicurarsi che il mouse è in grado di respirare guardando l'addome. Il mouse should non essere in grado di muoversi, ma deve essere confortevole e non in alcun dolore. Se si vede il collo del mouse e il mento facendo una "V", allora avete bisogno di ri-presa.

3. Consegna intranasale di droga per topi Awake

Introduzione

Utilizzando l'impugnatura intranasale, ciascun topo è trattenuto due volte e tenuto con il collo parallelo al pavimento, mentre un volume di 20-30 ml di liquido viene somministrato. Questo volume è sicuro ed efficace per le piccole-grandi topi, si utilizzano in genere 24 microlitri, e che è descritto in questo protocollo. Il metodo sveglio intranasale può essere utilizzato in topi di qualsiasi età, per esempio in topi neonati per la ricerca evolutiva neuroscienze. In topi neonati, un volume totale inferiore (8 pl) e dimensione delle gocce (1 ml) deve essere utilizzato per accogliere il volume più piccolo della cavità nasale. Droga è in genere consegnato a due mouse alla volta, alternando periodi di riposo di fare un uso più efficiente del tempo e mantenere on programma. Set-up sarà un po 'diverso a seconda se si sta dosaggio topi del gruppo ospitato o topi alloggiati individualmente. Con i topi tenuti in ricoveri individuali, è utile inserire tutti i materiali tra le gabbie per evitare che i topi da attraversare alla cima gabbia altro. Con il gruppo-alloggiato i topi, la dose da quella gabbia solo. È importante che ciascun topo in gabbia alloggiato in gruppo riceve lo stesso trattamento intranasale, come potenziale di contaminazione incrociata dei due diversi trattamenti esiste grazie alla espulsione farmaco in aria o con contatto cutaneo. E 'altamente raccomandato che un foglio di dosaggio da stampare in anticipo, per ricordare i tecnici di incarichi di trattamento, di registrare le note delle gocce perse, da notare la salute generale di ciascun animale, ecc

Passi

Impostare gabbie dove dovrebbero essere per il dosaggio, e impostare una stazione di dosaggio (Figura 2).
Rimuovere mouse dalla gabbia e mantenere in cima gabbia durante il dosaggio.
Prendete il mouse utilizzando il grip intranasale descritto nella sezione 2.
Con la mano dominante, caricare la pipetta con 6 ml di farmaco o di un veicolo. Posizionare la punta della pipetta riempita vicino narice sinistra del mouse, di solito in un angolo di 45 gradi (Figura 1G, 1H). Se si dispone di una soluzione viscosa, potrebbe essere necessario aumentare il vostro angolo di 90 gradi, perché il farmaco può essere eseguito sul lato della punta della pipetta, invece di fare una goccia. Se molto viscoso, asciugandosi la punta della pipetta con un panno prima di espellere liquido può aiutare. Lentamente espellere il farmaco per formare una gocciolina piccola con circa metà del volume (3 ml).
La goccia dovrebbe essere collocato sufficientemente vicino alla narice del mouse in modo che il mouse può inalare la goccia. Subito dopo il mouse inala questa piccola goccia, espellere il resto del farmaco nella punta della pipetta per formare un altro piccola goccia per il mouse per inalare attraverso la stessa narice circa 2-3 secondi più tardi. Assicuratevi di guardare la bocca. Se is qualsiasi liquido in bocca, la goccia non ce l'ha fatta completamente nel naso e questo dovrebbe essere notato.
Tenete il mouse in questa posizione per 15 secondi. E 'altamente raccomandato che un timer da utilizzare per standardizzare questi 15 attesa sec.
Ripetere i passaggi 3,3-3,6 per la narice destra. Se le gocce sono sbuffò fuori, quella goccia dovrebbe essere sostituito e ha preso atto.
Posizionare il mouse di nuovo al top della sua gabbia per 2 min. Ripetere l'intero processo di partenza 2 min. dopo la consegna della prima goccia. Questo dà il mouse quattro gocce di 6 microlitri ciascuna totale di 24 microlitri di soluzione. Un esempio di orario per il dosaggio di uno o due topi in una volta può essere visto in Tabella 2.
Dopo che il mouse ha ricevuto tutte le gocce, riportare il mouse per la sua gabbia.

4. Generali tecniche di gestione degli animali di acclimatazione e consegna intranasale del farmaco a topi Awake

Dopo ogni sessione di acclimatazione o di somministrazione endonasale, topi dovrebbe essere darena trattare, ad esempio un Cheerio o girasole sfogliato come rinforzo positivo. Tratta sono dati come una ricompensa e per distrarli da graffi il naso, potrebbe causare lesioni a se stessi. Quando si lavora con i topi del gruppo ospitato, tratta abbastanza dovrebbe essere eliminato per ogni mouse. Prima di tornare al loro gabbie animali assicurarsi di ripristinare nidi allo stato originale, al fine di ridurre lo stress. Quando dosaggio gruppo animali alloggiati, guanti devono essere sostituiti tra dosaggio di gabbie per non trasferire profumo da colonia a colonia gabbia gabbia, in quanto sarà aggressivo verso l'altra.