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Articolo metodologico

Determinazione del tasso di trasporto di xenobiotici e nanomateriali attraverso la placenta con il

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DOI:

10.3791/50401

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18 giugno 2013

In questo articolo

Sommario

Gli Ex vivo Dual ricircolo modello perfusione placentare umano può essere usato per studiare il trasferimento di xenobiotici e nanoparticelle attraverso la placenta umana. In questo protocollo video si descrive l'attrezzatura e le tecniche necessarie per una corretta esecuzione di un perfusione placentare.

Abstract

Decenni fa, la placenta umana è stato pensato per essere una barriera impenetrabile tra madre e feto. Tuttavia, la scoperta di difetti alla nascita talidomide-indotta e molti studi successivi seguito si mostrò il contrario. Oggi diversi xenobiotici nocivi come la nicotina, eroina, metadone o droghe, nonché agenti inquinanti ambientali sono stati descritti per superare questa barriera. Con il crescente uso della nanotecnologia, la placenta rischia di entrare in contatto con nuove nanoparticelle sia accidentalmente attraverso l'esposizione o intenzionalmente, nel caso di potenziali applicazioni nanomedical. I dati provenienti da esperimenti su animali non possono essere estrapolati per l'uomo perché la placenta è la più specie-specifico organo dei mammiferi 1. Pertanto, l'ex vivo doppio ricircolo di perfusione placentare umano, sviluppato da Panigel et al. Nel 1967 2 e continuamente modificato da Schneider et al. Nel 1972 3, può servire come un eccellente modello di tØ studiare il trasferimento di xenobiotici o particelle.

Qui, ci concentriamo sul duplice ex vivo a ricircolo di protocollo di perfusione placentare umano e il suo ulteriore sviluppo per acquisire risultati riproducibili.

La placenta sono stati ottenuti dopo il consenso informato delle madri di gravidanze non complicate termine sottoposti a parto cesareo. I vasi fetali e materni di un cotiledone intatto stati cannulati e perfusi almeno per cinque ore. Come un modello di particelle particelle di polistirene fluorescente con dimensioni di 80 e 500 nm di diametro sono stati aggiunti al circuito materna. Le 80 particelle nm sono stati in grado di attraversare la barriera placentare e fornire un esempio perfetto per una sostanza che viene trasferita attraverso la placenta al feto, mentre le particelle di 500 nm sono stati mantenuti nel tessuto placentare o circuito materna. Il modello di perfusione ex vivo umano placentare è uno dei pochi modelli che forniscono informazioni attendibili suil comportamento di trasporto di xenobiotici in una importante barriera tessuto che fornisce i dati rilevanti predittivi e clinici.

Introduzione

La placenta è un organo complesso che è responsabile per lo scambio di ossigeno, anidride carbonica, nutrienti e prodotti di scarto e allo stesso tempo in grado di mantenere i due circuiti di sangue della madre e la crescita del feto separati tra loro. Inoltre, impedisce il rifiuto del figlio da parte del sistema immunitario materno e secerne ormoni per mantenere la gravidanza. La barriera cellulare si forma dalle cellule cytotrophoblast che si fondono e formano un vero sincizio senza membrane cellulari laterali 4,5. Tutta la placenta è organizzato in diversi cotiledoni, che contengono un albero dei villi fetali e rappresentano una unità funzionale della p....

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Protocollo

1. Preparazione del sistema di perfusione

  1. Configurare il sistema di perfusione costituito da un bagno d'acqua, una camera di perfusione, due colonne per l'ossigenazione, due pompe peristaltiche, due trappole bolla, due riscaldatori di flusso e un sensore di pressione (Figura 1). Collegare questi componenti con sezioni di tubi composti di materiali siliconici e cloruro di polivinile secondo lo schema della figura 2. Infine ci sono due circuiti che rappresentano rispettivamente il circuito fetale e materna.
  2. Accendere il bagno d'acqua, i riscaldatori di flusso ed il riscaldamento per la camera di perfusi....

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Risultati

La Figura 4A mostra i profili di perfusione di piccole particelle di polistirene (80 nm) che sono stati trasportati attraverso la placenta più grandi rispetto a particelle di polistirene (500 nm), che non sono state trasferite al compartimento fetale. Ciascun punto di dati rappresenta la concentrazione di particella medio al dato punto di almeno tre esperimenti indipendenti tempo. Per polistirolo nanoparticelle il trasferimento placentare è formato-dipendente 19. Dopo 3 h di placenta perfusio.......

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Discussione

Sotto il duplice perfusione ricircolo mostrato qui, ci sono diverse altre configurazioni sperimentali possibili a seconda della questione che deve essere risolta. Perfusione placentare particolarmente aperta sono comunemente utilizzati per valutare la clearance del farmaco a concentrazioni steady-state 3. La perfusione ricircolo set-up può essere applicato anche per confermare trasporto attivo di sostanze endogene o esogene. Per questo approccio la stessa concentrazione del xenobiotici deve essere aggiunto al.......

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Dichiarazioni

Gli autori dichiarano di non avere interessi finanziari in competizione.

Ringraziamenti

Questo lavoro è sostenuto finanziariamente dalla Fondazione nazionale svizzera, (PNR programma 64, concedere nessun 4064-131.232).

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Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
NCTC-135 medioICN Biomedicals, Inc.10-911-22Cpotrebbe essere sostituito dal Medium 199 di Sigma (M3769)
Cloruro di sodio (NaCl)Sigma-Aldrich, Fluka71381
Cloruro di potassio (KCl)Farmaciapossibile anche: Sigma (P9541)
Fosfato monosodico (NaH2PO4 · H2O)Merck106346
Solfato di magnesio (MgSO4 · H2O)Sigma-Aldrich, Fluka63139
Cloruro di calcio (CaCl, anidro)Merck102388
D(+) Glucosio (anidro)Sigma-Aldrich, Fluka49138
Bicarbonato di sodio (NaHCO3)Merck106329
destrano da Leuconostoc spp.Sigma-Aldrich31389
Albumina sierica bovina (BSA)ApplichemA1391
Amoxicillina (Clamoxyl)GlaxoSmithKline AG2021101A
Eparina di sodioB. Braun Medical AG3511014
Pellet di idrossido di sodio (NaOH)Merck106498ATTENZIONE: corrosivo
Acido ortofosforico 85% (H3PO4)Merck100573ATTENZIONE: corrosivo
Miscela di gas materni: 95% aria sintetica, 5% CO2PanGas AG
Miscela di gas fetale: 95% N2, 5% CO2PanGas AG
Antipirina (N-metil-14C)Chimica radiomarcata americana, Inc.ARCO 0108-50 μ ATTENZIONE: materiale radioattivo (attività specifica: 55mCi/mmol)
Cocktail di scintillazione (IrgaSafe Plus)Zinsser Analytic GmbH1003100
Particelle di polistirene 80 nmPolyscience, Inc.17150
Particelle di polistirene 500 nmPolyscience, Inc.17152
EQUIPMENT
Bagno d'acquaVWR462-7001
TermostatoIKA-Werke GmbH Co. KG3164000
Pompe peristalticheIsmatecISM 833
Trappole a bolle (vetro)UNI-GLAS Laborbedarf
Riscaldatore di flussoUNI-GLAS Laborbedarf
Sensore di pressione + Software per analisiMSR Electronics GmbH145B5
NotebookHewlett Packard
Ossigenatore a scambio di gas in miniaturaLiving Systems StrumentazioneLSI-OXR
Tygon Tube (ID: 1,6 mm; OD: 4.8 mm)IsmatecMF0028
Tubi per pompe (PharMed BPT; ID: 1,52 mm)Cannule smussate IsmatecSC0744
( 0,8 mm)Polymed Medical Center03.592.81
Cannule smussate ( 1,2 mm)Polymed Medical Center03.592.90
Cannule smussate ( 1,5 mm)Polymed Medical Center03.592.94
Cannule smussate ( 1,8 mm)Polymed Medical Center03.952.82
ParafilmVWR291-1212
Camera di perfusione con supporto per tessuti (plexiglass)UfficioAttrezzature simili sono disponibili presso Hemotek Limited, Regno Unito
Materiale per suture chirurgiche (PremiCron)B. Braun Medical AGC0026005
Set per infusione con ago alato (21G Butterfly)Hospira, Inc.ASN 2102
Rubinetto multidirezionale (Discofix C-3)B. Braun Medical AG16494C
Forbici chirurgicheB. Braun Medical AGBC304R
Forbici da dissezioneB. Braun Medical AGBC162R
Porta aghiB. Braun Medical AGBM200R
Pinze da dissezioneB. Braun Medical AGBD215R
Sistema automatizzato di gasanalisi del sangue Radiometro Medical ApSABL800 FLEX
Lettore di micropiastre multimodaleBioTekSynergy HT
Analizzatore a scintillazione liquidaGMI, Inc.Packard Tri-Carb 2200
Provette a scintillazione 5,5 mlZinsser Analytic GmbH3020001
Omogeneizzatore tissutaleOMNI, Inc.TH-220
pHmetro + elettrodoVWR662-2779
ospedaliera tecnico interno

Riferimenti

  1. Ala-Kokko, T. I., Myllynen, P., Vahakangas, K. Ex vivo perfusion of the human placental cotyledon: implications for anesthetic pharmacology. Int. J. Obstet. Anesth. 9, 26-38 (2000).
  2. Panigel, M., Pascaud, M., Brun, J. L.

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Ristampe e permessi

Tag

Trasporto di xenobioticitrasferimento di nanoparticelleplacenta umanamodello ex vivobarriera placentarenanoparticelle di polistirenetrasferimento materno-fetalecamera di perfusionediffusione passiva