Metodi per l'auto-somministrazione per via endovenosa in un modello murino
December 8th, 2012
L'auto-somministrazione per via endovenosa (IVSA) paradigma è considerato il gold standard nella esaminando le proprietà di rinforzo delle sostanze d'abuso nei roditori. Questo manoscritto descrive le procedure sperimentali e le tecniche chirurgiche necessarie per ottenere dati affidabili IVSA. In particolare, l'impianto del catetere meticolosa e la manutenzione sono evidenziati.
Ciao, mi chiamo Elizabeth Kotick e sono qui dal laboratorio della dottoressa Katherine Gill presso l'unità dipendenze del McGill University Health Center. Oggi vi mostrerò come eseguire l'intervento di cateterismo necessario per condurre studi di autosomministrazione endovenosa. Ti mostrerò come inserire il catetere e alcuni suggerimenti per mantenere la pervietà del catetere.
Durante le sessioni di autosomministrazione endovenosa di nicotina, gli animali vengono collegati a Tai su tubi di plastica e le infusioni di nicotina vengono erogate dalle pompe di infusione collegate. Le scatole operative sono state acquistate da med associates. Ogni scatola è dotata di due leve del mouse ultrasensibili.
Ci sono alcuni elementi che devono essere preparati prima dell'intervento chirurgico per inserire il catetere nella vena. Un ago calibro 20 deve essere adattato per far scorrere il tubo verso il basso nella vena. Radere circa due centimetri della parte superiore dell'asta dell'ago, creando un canale che verrà utilizzato per guidare il tubo del catetere nella vena.
Quindi, preparare le siringhe per il lavaggio e il controllo del catetere. 12 centimetri di tubo sono attaccati a un'estremità all'ago calibro 26 della siringa mentre l'altra estremità è tesa su un ago calibro 23. Per facilitare l'applicazione del tubo alla cannula del catetere, sono necessarie due siringhe come questa, una riempita con la soluzione di T carcina eparinizzata, l'altra con soluzione fisiologica.
Infine, preparare il tappo della cannula del catetere. La cannula del catetere deve essere tappata per evitare l'ingresso di detriti. Questi cappucci sono realizzati allungando un tubo di plastica su aghi di calibro 23.
Il tubo viene tagliato a un centimetro dalla punta dell'ago e l'estremità aperta viene fusa Per sigillare il tubo, la soluzione salina viene spinta attraverso l'ago per assicurarsi che non ci siano perdite nei cappucci. I cateteri per topi sono stati ottenuti da Cam Cs nel Regno Unito. Tagliare il tubo in eccesso dal catetere in modo che ci sia 1,2 centimetri dall'estremità del bulbo del catetere.
Quindi, collegare la siringa contenente soluzione salina alla cannula metallica esterna del catetere e sciacquare per verificare la presenza di perdite. I Mis vengono anestetizzati utilizzando un gas fluoro miscelato con ossigeno e vengono mantenuti in anestesia per tutta la durata dell'intervento. Utilizzando un tubo di respirazione, i livelli di ossigeno e fluoro vengono impostati in base al peso corporeo dell'animale e vengono regolati secondo necessità durante l'intervento chirurgico, assicurarsi che l'animale sia adeguatamente anestetizzato pizzicando le zampe posteriori con il forcipe e monitorare il topo durante l'intervento chirurgico per difficoltà respiratorie e profondità dell'anestesia.
Poiché l'intervento chirurgico dura tra i 20 e i 30 minuti, applicare un lubrificante per gli occhi su entrambi gli occhi. Il topo viene rasato prima dell'intervento chirurgico. Preparare uno spazio per la base del catetere sulla schiena dell'animale.
Tirare delicatamente verso l'alto la pelle sulla schiena dell'animale e praticare una piccola incisione longitudinale scapolare centrale di circa due centimetri di lunghezza. Iniziando a metà sulla schiena ed estendendosi appena sotto il collo. Separare il tessuto connettivo per fare spazio alla base del catetere e applicare la soluzione salina all'incisione.
Tirare delicatamente la pelle su entrambi i lati dell'incisione e capovolgere l'animale. La vena tegolare destra si trova superficialmente sotto la pelle del collo e può essere esposta praticando un'incisione superficiale a S. Fai un taglio diagonale di circa uno o due centimetri di lunghezza, che si estende intorno alla clavicola destra, salendo verso la mascella dell'animale.
Il tubo dalla base del catetere deve essere portato attraverso l'incisione ventrale nel collo per essere accessibile per l'inserimento nella vena. Guida la pinza sotto la pelle delle spalle e sfonda il tessuto connettivo. Per raggiungere l'incisione posteriore, tirare il tubo attraverso la pelle fino all'apertura ventrale intorno al collo dell'animale.
Afferrare l'estremità del tubo con le fascette per arterie e lasciarlo bloccato dal lato destro dell'animale. Applicare soluzione salina all'incisione, isolare la vena giugulare destra. Allontana molto delicatamente il tessuto connettivo e adiposo che potrebbe ostruire la visuale e localizza la vena.
Sollevare delicatamente la vena intorno alla parte superiore e utilizzare la pinza curva per rompere il tessuto adiposo e il tessuto connettivo intorno e sotto la vena. Posiziona le pinze curve sotto la vena e aprile con la mano libera. Passare una barra di plastica sterile sotto la vena.
Una volta che la vena è sollevata, rimuovi quanto basta per avere una visione chiara e senza ostacoli della vena. Sgocciolare periodicamente soluzione salina sulla vena esposta per mantenerla umida. Preparare i nodi di sutura attorno alla vena per poter fissare il tubo del catetere in posizione una volta inserito nella posizione giugulare.
Sutura sotto la vena ad entrambe le estremità e forma un unico nodo aperto molto sciolto a ciascuna estremità. Infilare il tubo del catetere attraverso il nodo superiore e avvolgerlo sul filo di sutura fino al resto sopra la spalla destra. Spingere la soluzione salina attraverso il catetere per appesantire il tubo e inserire il tubo del catetere nella vena giugulare.
L'ago modificato da 20 gauge viene utilizzato per perforare la vena, bagnare sia la vena che l'ago di inserimento con soluzione fisiologica per ridurre l'attrito durante l'inserimento, tirare delicatamente indietro la barra di plastica e inserire l'ago più vicino alla parte inferiore della vena. Quanto basta per inserire mezzo centimetro dell'ago. Far scorrere il tubo del catetere lungo l'ago e nella vena.
Non ci dovrebbe essere resistenza. La resistenza indicherebbe che ti trovi nel tessuto connettivo. Per essere sicuro di essere all'interno della vena, prova a tirare indietro la siringa del catetere per vedere se sei in grado di prelevare il sangue.
Una volta posizionato il tubo, rimuovere l'ago e spingere il bulbo del catetere fino al punto di inserimento. Fai il nodo inferiore e assicurati che il tubo del catetere sia a filo con la barra prima di fare il secondo nodo proprio sopra il bulbo. Questo fisserà il catetere in posizione.
Togliete la barra e fate un secondo nodo ad ogni estremità. Infilare il tubo del catetere e i fili di sutura sotto la pelle prima della sutura. Utilizzare il morsetto arterioso per guidare l'ago da sutura attraverso la pelle e chiudere l'incisione.
Il numero di punti varierà con la dimensione dell'incisione con l'animale a pancia in giù. Posizionare la base del catetere sulla schiena dell'animale. Applicare soluzione fisiologica sull'incisione e far scorrere la base del catetere sotto la pelle.
Assicurati che il tubo sia minimamente avvolto e sotto la base per ridurre al minimo le possibilità che venga forato. Cucire la pelle attorno alla base del catetere. Il numero di punti dipenderà dalle dimensioni dell'incisione.
Di solito sono sufficienti tre o quattro punti. Assicurarsi che il sangue possa ancora essere prelevato dal catetere. Infine, sciacquare il catetere con la soluzione di teina eparinizzata per prevenire la formazione di infezioni e coaguli di sangue.
Allentare il tubo collegato alla cannula del catetere. Quindi, rimuovere il tubo salino e sostituirlo rapidamente con il tubo della siringa contenente la soluzione eparinizzata di T Carin. Lavare il catetere con 0,03-0,05 cc di soluzione.
Ancora una volta, allentare il tubo collegato alla cannula. Afferrare il cappuccio del catetere con la pinza e, in una sola volta, rimuovere il tubo dalla cannula e sostituirlo con il cappuccio del catetere. Questo passaggio deve essere eseguito rapidamente per evitare che il sangue fuoriesca.
Avvitare il coperchio bianco del catetere, assicurandosi che il coperchio sia ben saldo senza perforare la punta della cannula. Somministrare al topo iniezioni sottocutanee di analgesico e antibiotico. Iniettare l'analgesico ketoprofene da un lato alla dose di cinque milligrammi per chilogrammo e l'antibiotico amikacina dall'altro lato alla dose di 10 milligrammi per chilogrammo.
Dopo aver interrotto l'anestesia, lasciare che il topo si riprenda in una gabbia pulita con facile accesso a cibo e acqua. È possibile ottenere dati affidabili sull'autosomministrazione endovenosa seguendo le tecniche presentate in questo video. Tuttavia, è importante mantenere la pervietà del catetere.
Ciò si ottiene attraverso un attento posizionamento del catetere nell'atrio destro, il lavaggio quotidiano del catetere prima e dopo le sessioni di opera e l'assicurarsi che la cannula del catetere sia costantemente tappata per impedire l'ingresso di detriti.
Panoramica
Questo articolo descrive il paradigma di auto-somministrazione endovenosa (IVSA), un metodo standard per studiare il rinforzo farmacologico nei roditori. Enfatizza le tecniche chirurgiche e le procedure necessarie per ottenere dati IVSA affidabili, concentrandosi in particolare sull'impianto e la manutenzione del catetere.
Componenti chiave dello studio
Area della scienza
- Neuroscienza
- Farmacologia comportamentale
- Modelli di roditori
Contesto
- L'IVSA è un metodo ampiamente utilizzato per valutare le proprietà rinforzanti dei farmaci.
- La raccolta affidabile dei dati è fondamentale per comprendere i meccanismi della dipendenza.
- Le tecniche chirurgiche adeguate sono essenziali per l'impianto riuscito del catetere.
- La manutenzione della pervietà del catetere è cruciale per l'integrità sperimentale.
Obiettivo dello studio
- Delineare le procedure per la chirurgia di cateterizzazione nei roditori.
- Fornire consigli per mantenere la funzionalità del catetere durante gli esperimenti.
- Migliorare l'affidabilità della raccolta dei dati IVSA.
Metodi utilizzati
- Preparazione degli strumenti chirurgici e dei materiali per l'inserimento del catetere.
- Passaggi dettagliati per l'impianto del catetere nella vena giugulare.
- Monitoraggio dell'anestesia e delle condizioni chirurgiche durante la procedura.
- Tecniche per garantire la pervietà del catetere e prevenire ostruzioni.
Principali risultati
- Sono state dimostrate tecniche di impianto del catetere di successo.
- Sono state delineate le linee guida per mantenere la pervietà del catetere.
- Sono stati forniti passaggi chirurgici dettagliati per garantire la riproducibilità.
- Enfasi sul monitoraggio del benessere animale durante la procedura.
Conclusioni
- Le tecniche chirurgiche adeguate sono vitali per studi IVSA affidabili.
- Mantenere la funzionalità del catetere è essenziale per l'integrità dei dati.
- Questo studio serve come guida completa per i ricercatori nel campo.
Domande frequenti
Executive Industry Relevance
Intravenous self-administration (IVSA) in mouse models provides a critical preclinical platform for evaluating the reinforcing properties of compounds, enabling target validation in addiction and neuropsychiatric drug discovery. By allowing animals to self-administer test substances, this method reduces experimenter bias and yields quantitative data on drug intake patterns, supporting mechanistic de-risking and predictive confidence in early-stage target assessment. The approach facilitates translational continuity from target engagement to behavioral output, informing go/no-go decisions in portfolio prioritization for CNS therapeutics.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables interrogation of therapeutic hypotheses by measuring voluntary drug intake as a functional readout of target engagement in reward pathways.
- Operational Value: Supports biological de-risking through direct assessment of compound reinforcement, clarifying target liability and abuse potential early in discovery.
- Predictive Value: Generates quantitative dependent variable measurements (e.g., infusion frequency, intake patterns) that aid in predictive confidence and portfolio triage for CNS-targeted molecules.
Screening & Assay Development
- Assay Readiness: Prepares validated biological systems for downstream compound evaluation by establishing reliable catheter-based drug delivery and stable baseline responding.
- Reproducibility: Emphasizes standardized surgical techniques and catheter maintenance protocols to ensure consistent quantitative outputs across experiments and laboratories.
- Platform Utility: Enables reliable compound screening through precise measurement of drug consumption timing and quantity, supporting assay scalability and reuse in reinforcement testing.
Translational & Preclinical Research
- Disease Relevance: Models human drug self-administration behavior, providing a disease-relevant system for studying addiction mechanisms and evaluating therapeutic interventions.
- Translational Continuity: Bridges discovery and preclinical work by offering a consistent behavioral assay that can be used across target validation and lead optimization stages.
- Risk-Adjusted Advancement: Informs preclinical go/no-go decisions by identifying compounds with undesirable reinforcement profiles, reducing late-stage attrition due to abuse liability.
Pipeline & Workflow Integration
IVSA integrates into the discovery continuum from target validation through lead identification to preclinical assessment, serving as a functional assay for reinforcement liability that complements in vitro and in vivo pharmacokinetic profiling.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing and pathway clarification by linking molecular targets to motivated behavior through self-administration outcomes.
- Screening: Delivers assay readiness and quantitative outputs (e.g., infusion rate, breakpoint under progressive ratio) that enable reliable comparison of test compounds against controls.
- Analytics: Provides statistical analysis capabilities for comparing conditions, such as intake over time or response patterns, essential for evaluating compound effects and variability.
- Translational Research: Connects to preclinical continuity by maintaining a consistent behavioral readout that aligns with clinical endpoints related to drug use and relapse.
- Enterprise Reuse: Functions as a reusable platform across multiple projects and compound series, reinforcing standardization and cross-study comparability in addiction research.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Enhances predictive confidence in target validation by reducing mechanistic ambiguity through direct behavioral measurement of reinforcement.
- Operational Value: Promotes standardization and reproducibility via detailed surgical and catheter maintenance procedures, minimizing technical variability.
- Strategic Value: Improves go/no-go decision-making by identifying abuse liability early, increasing capital efficiency and reducing late-stage biological risk in CNS programs.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization by flagging compounds with high reinforcement potential, supporting informed advancement decisions.
Implementation Considerations
- Requires expertise in rodent surgery, catheterization techniques, and anesthetic monitoring to ensure animal welfare and procedural success.
- Depends on specialized instrumentation including infusion pumps, operant chambers with ultrasensitive levers, and sterile surgical tools for consistent catheter placement.
- Necessitates cross-team standardization of catheter flushing, capping, and maintenance protocols to prevent occlusion and ensure data integrity across studies.
- Involves adaptation considerations for different mouse strains, catheter types, and drug formulations, with attention to venous access and catheter patency over time.
- Includes practical limitations such as catheter-related complications (e.g., infection, thrombosis) that require vigilant monitoring and may affect longitudinal data collection.
