Metodi innovativi per la somministrazione intranasale in anestesia per inalazione per valutare il naso--cervello Drug Delivery

Takanori Kanazawa; Mitsuyoshi Fukuda; Naoto Suzuki; Toyofumi Suzuki

doi:10.3791/58485

Articolo metodologico

Metodi innovativi per la somministrazione intranasale in anestesia per inalazione per valutare il naso--cervello Drug Delivery

DOI:

10.3791/58485

⸱

14 novembre 2018

Takanori Kanazawa^*¹ , Mitsuyoshi Fukuda^*¹ , Naoto Suzuki¹ , Toyofumi Suzuki¹

¹Laboratory of Pharmaceutics, School of Pharmacy, Nihon University

^* These authors contributed equally

In questo articolo

Sommario

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Qui, descriviamo due nuovi metodi di somministrazione intranasale stabile sotto anestesia inalazione con minimo sforzo fisico per gli animali da esperimento. Inoltre descriviamo un metodo per la valutazione quantitativa dei livelli di distribuzione di droga nel cervello attraverso la via naso--cervello utilizzando radiomarcato [¹⁴C]-inulina come substrato modello di macromolecole solubile in acqua.

Abstract

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La somministrazione intranasale è stata segnalata per essere una potenziale via per la consegna di naso--cervello di agenti terapeutici che aggira la barriera emato - encefalica. Tuttavia, ci sono stati alcuni rapporti riguardanti non solo l'analisi quantitativa, ma anche di somministrazione ottimale e regimi per le indagini del naso--cervello consegna di dosaggio. I limitati progressi nella ricerca sui meccanismi di naso--cervello via utilizzando roditori rappresenta un ostacolo significativo in termini di progettazione di sistemi di consegna di naso--cervello per candidati farmaci.

Per guadagnare qualche progresso in questo senso, abbiamo sviluppato e valutato due nuovi metodi di somministrazione intranasale stabile sotto anestesia inalazione per animali da esperimento. Inoltre descriviamo un metodo per la valutazione dei livelli di distribuzione di droga nel cervello attraverso la via naso--cervello mediante radio-marcato [¹⁴C]-inulina (peso molecolare: 5.000) come substrato modello di macromolecole solubile in acqua.

Inizialmente, abbiamo sviluppato un protocollo di somministrazione intranasale basati su pipetta utilizzando maschere temporaneamente apribile, che ci ha permesso di eseguire l'amministrazione affidabile agli animali sotto anestesia stabile. Usando questo sistema, [¹⁴C]-inulina potrebbe essere consegnata al cervello con piccolo errore sperimentale.

Successivamente abbiamo sviluppato un protocollo di somministrazione intranasale che comportano l'incannulamento inversa dal lato della via aerea attraverso l'esofago, che è stato sviluppato per ridurre al minimo gli effetti della clearance mucociliare (MC). Questa tecnica ha portato a livelli elevati significativamente di [¹⁴C]-inulina, che è stato rilevato quantitativamente nel bulbo olfattivo, del cervello e del midollo allungato, rispetto al metodo della pipetta. Questo sembra essere perché la ritenzione della soluzione farmaco nella cavità nasale è stato sostanzialmente aumentato dalla somministrazione attivo utilizzando una pompa a siringa in direzione opposta la MC nella cavità nasale.

In conclusione, i due metodi di somministrazione intranasale sviluppato in questo studio possono essere dovrebbe essere tecniche estremamente utili per la valutazione farmacocinetica nei roditori. Il metodo di inserimento di una canula inversa, in particolare, potrebbe essere utile per valutare le potenzialità del naso--cervello consegna di candidati farmaci.

Introduzione

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Biomedicinali come peptidi, oligonucleotidi e anticorpi sono considerati di avere potenziale applicazione come nuovi agenti terapeutici per i disordini refrattari del sistema nervoso centrale che non hanno attualmente nessuna terapia curativa. Tuttavia, poiché la maggior parte biomedicinali sono macromolecole solubile in acqua, consegna dal sangue al cervello tramite la somministrazione endovenosa o orale è estremamente difficile a causa di impedenza della barriera sangue - cervello (BBB).

Negli ultimi anni, la somministrazione intranasale è stata segnalata per essere una potenziale via per la consegna di naso--cervello di agenti terapeutic....

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Protocollo

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Questo studio sugli animali (#AP17P004) è stato eseguito in conformità con le linee guida approvate dal comitato di uso (Tokyo, Giappone) e Nihon University Animal Care. Questo studio (n. 17-0001) è stato approvato dal radioisotopo Center della scuola di farmacia, Università di Nihon.

1. gli animali utilizzati per la somministrazione intranasale in anestesia per inalazione

Casa topi sperimentali in gabbie di acciaio sotto un ciclo luce/buio di 12 h (luce accesa 8:00 – 20:00), con una temperatura controllata e mantenuta a 23 ° c ± 1 ° C, umidità 50% ± 10%, e ad libitum accesso a cibo e acqua.
Prima della sperimen....

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Risultati

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La figura 3 Mostra il [¹⁴C]-livelli di inulina (ID % ⁄g cervello) nel bulbo olfattivo (A), cervello (B) e oblongata del midollo (C) ottenute utilizzando i due tipi di somministrazione intranasale valutati nello studio presente. La somministrazione intranasale mediante la consegna di metodo attivato pipetta [¹⁴C]-inulina nel cervello utilizzando le maschere di inalazione apribile (Figura 1). Nell'ambito dell'.......

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Discussione

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La consegna del naso--cervello di farmaci è prevista per avere un effetto pronunciato su disturbi del sistema nervoso centrale perché questa via rappresenta un percorso di trasporto diretto che bypassa la BBB. Tre differenti vie di naso--cervello sono state segnalate a data⁸. Il primo è la via del nervo olfattivo, che passa dal mucosa olfattivo nella mucosa nasale al proencefalo tramite il nervo olfattivo. La seconda è la via del nervo trigemino, che passa dalla mucosa respiratoria nella mucosa na.......

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Dichiarazioni

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Gli autori non hanno nulla a rivelare.

Ringraziamenti

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Questo studio è stato finanziato in parte dal privato University Research Branding Project dal MEXT; una sovvenzione per scientifico Research (C) (17 K 08249 [di TK e T.S.]) della Japan Society per la promozione della scienza (JSPS); una sovvenzione per la ricerca cooperativa dalla Fondazione per l'avanzamento di biochimica [a T.S.] e la Fondazione di scienza di Takeda Hamaguchi [a T.K.]. Ringraziamo il signor Yuya Nito e MS. Akiko Asami per loro assistenza tecnica preziosa nel condurre gli esperimenti.

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Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
Nome	Azienda	Numero di catalogo	Commenti
ddY mouse	Giappone SLC, Inc.		Maschio, 4-6 settimane, 20-30 g
Isoflurano	Pfizer	v002139
Isoflurano configurazione	SHINANO manufacturing CO. LTD.	SN-487-OTAir, SN-489-4
Maschera isoflurano	SHINANO manufacturing CO. LTD.		Per piccoli roditori Maschera
all'isoflurano (tipo apribile)	SHINANO manufacturing CO. LTD.		Ordini speciali
Scatola per anestesia	SHINANO manufacturing CO. LTD.	SN-487-85-02
Forbici per esperimenti animali-1	NATSUME SEISAKUSHO CO., LTD.	B-27H
Forbici per esperimenti sugli animali-2	NATSUME SEISAKUSHO CO., LTD.	Pinzette B-13H-1
	STRUMENTI DI SCIENZA FINE Inc.	11272-30	Dumont #7 Dumoxel
Pinzette-2	NATSUME SEISAKUSHO CO., LTD.	A-12-1
Tubo cannula (PE-50)	Becton, Dickinson and Company.	5069773	D.I.: 0,58 mm, D.E.: 0,965 mm
Tubo cannula (SP-10)	NATSUME SEISAKUSHO CO., LTD.	KN-392	D.I.: 0,28 mm, D.E.: 0,61 mm
Rasoio a pelo	d.C.: MARUKAN, LTD.	DC-381
Microscopio stereoscopico	Olympus Corporation	SZ61
Ago 27G 1/2 in 13 mm	TERUMO CORPORATION	NN-2738R
Siringa da 1 ml	TERUMO CORPORATION	SS-01T
Pompa a siringa	Neuro science	NE-1000
Membrana di cellulosa	Toyo Roshi Kaisya, Ltd.
Micro spatola	Shimizu Akira Inc.	91-0088
Micropipetta (0,5-10 uL)	Eppendorf AG	Z368083
Chip per pipette	Eppendorf AG	0030 000.811
Tape	TimeMed Labeling System, Inc.	T-534-R	Per il fissaggio del mouse
[¹⁴C]-Inulina	American Radiolabeled Chemicals Inc.	ARC0124A	0,1 mCi/mL
EtOH	Wako Pure Chemical Industries, Ltd.	054-00461
Contatore a scintillazione liquida	Perkin Elmer Life and Analytical Sciences, Inc	Tri-Carb 4810TR

00011090

Riferimenti

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Sakane, T., Yamashita, S., Yata, N., Sezaki, H. Transnasal delivery of 5-fluorouracil to the brain in the rat. Journal of Drug Targeting. 7 (3), 233-240 (1999).
Illum, L. Transport of drugs from the nasal cavity to the central nervous system.<....

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Somministrazione naso cervello cannulazione inversa inulina radiomarcata analisi della distribuzione cerebrale bulbo olfattivo cervello midollo allungato clearance mucociliare

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