Metodi per l'auto-somministrazione per via endovenosa in un modello murino
8 dicembre 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 dell'unità delle dipendenze del McGill University Health Center. Oggi vi mostrerò come eseguire l'intervento di cateterizzazione necessario per condurre studi di auto-somministrazione endovenosa. Vi mostrerò come inserire il catetere e alcuni consigli per mantenere la pervietà del catetere.
Durante le sessioni di auto-somministrazione endovenosa di nicotina, gli animali vengono collegati al Tai mediante tubi di plastica e le infusioni di nicotina vengono somministrate tramite pompe per infusione collegate. Le scatole operante sono state acquistate da Med Associates. Ogni scatola è dotata di due leve per topo ad alta sensibilità.
Prima dell'intervento chirurgico per inserire il catetere nella vena, è necessario preparare alcuni strumenti. Un ago da 20 gauge deve essere modificato per far scorrere il tubo all'interno della vena. Rasare circa due centimetri della parte superiore del fusto dell'ago, creando un canale che verrà utilizzato per guidare il tubo del catetere nella vena.
Successivamente, preparare le siringhe per il lavaggio e il controllo del catetere. Un tubo lungo 12 centimetri è collegato a un'estremità all'ago da 26 gauge della siringa, mentre l'altra estremità è distesa su un ago da 23 gauge. Per facilitare il fissaggio del tubo al cannula del catetere, saranno necessarie due siringhe di questo tipo: una riempita con soluzione di T carcin eparinizzata, l'altra con soluzione salina.
Infine, preparare il tappo per la cannula del catetere. La cannula del catetere deve essere chiusa con un tappo per evitare l'ingresso di detriti. Questi tappi vengono realizzati allungando un tubo di plastica su aghi da 23 gauge.
Il tubicino viene tagliato a un centimetro dalla punta dell'ago e l'estremità aperta viene fusa per sigillare il tubicino; quindi si spinge soluzione salina attraverso l'ago per verificare che non vi siano perdite nei tappi. I cateteri per topo sono stati ottenuti da Cam Cs nel Regno Unito. Rimuovere il tubicino in eccesso dal catetere in modo che rimanga 1,2 centimetri dall'estremità della bulbo del catetere.
Successivamente, collegare la siringa contenente soluzione salina al cannula metallica esterna del catetere ed eseguire un lavaggio per verificare la presenza di perdite. I topi vengono anestetizzati mediante gas isoflurano miscelato con ossigeno e mantenuti sotto anestesia per tutta la durata dell'intervento chirurgico. Mediante un tubo endotracheale, i livelli sia di ossigeno che di isoflurano vengono impostati in base al peso corporeo dell'animale e aggiustati secondo necessità durante l'intervento; assicurarsi che l'animale sia adeguatamente anestetizzato pizzicando le zampe posteriori con la pinzetta e monitorare il topo per tutta la durata dell'intervento per rilevare segni di difficoltà respiratorie e valutare la profondità dell'anestesia.
Dato che l'intervento chirurgico dura tra i 20 e i 30 minuti, applicare un lubrificante oculare su entrambi gli occhi. Il topo viene rasato prima dell'intervento chirurgico. Preparare uno spazio per la base del catetere sul dorso dell'animale.
Sollevare delicatamente la pelle sul dorso dell'animale ed effettuare una piccola incisione longitudinale a livello inter-scapolare, lunga circa due centimetri. L'incisione deve partire dal punto centrale del dorso ed estendersi appena al di sotto del collo. Allargare con forza il tessuto connettivo per creare spazio alla base del catetere e applicare soluzione salina sull'incisione.
Tirare delicatamente la pelle su entrambi i lati dell'incisione avvicinandola e girare l'animale. La vena tegolare destra si trova superficialmente sotto la pelle del collo ed è possibile esporla praticando un'incisione superficiale. Effettuare un taglio diagonale lungo circa uno o due centimetri, partendo dalla zona della clavicola destra e dirigendosi verso la mascella dell'animale.
Il tubo alla base del catetere deve essere fatto passare attraverso l'incisione ventrale del collo per renderlo accessibile all'inserimento nella vena. Guidare la pinzetta sotto la pelle delle spalle e attraversare il tessuto connettivo. Per raggiungere l'incisione dorsale, tirare il tubo attraverso la pelle fino all'apertura ventrale intorno al collo dell'animale.
Afferrare l'estremità del tubo con pinze emostatiche e lasciarla pinzata sul lato destro dell'animale. Applicare soluzione salina sull'incisione ed isolare la vena giugulare destra. Rimuovere con estrema delicatezza qualsiasi tessuto connettivo o adiposo che possa ostacolare la visuale, quindi individuare la vena.
Sollevare delicatamente la vena intorno alla parte superiore ed utilizzare la pinza curva per separare il tessuto adiposo e quello connettivo intorno e sotto la vena. Posizionare la pinza curva sotto la vena e aprirla con la mano libera. Far passare una barretta di plastica sterile sotto la vena.
Una volta sollevata la vena, rimuovere solo il grasso sufficiente per ottenere una visione chiara e ininterrotta della vena. A intervalli regolari, far cadere gocce di soluzione salina sulla vena esposta per mantenerla umida. Preparare dei nodi di sutura intorno alla vena in modo da poter fissare il tubo del catetere una volta inserito nella giugulare.
Suture sotto la vena alle due estremità e fate un nodo aperto molto allentato a ciascuna estremità. Fate passare il tubo del catetere attraverso il nodo superiore e fatelo passare sopra il filo di sutura, lasciando il resto oltre la spalla destra. Spingete 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 inserzione con soluzione salina per ridurre l'attrito durante l'inserimento, tirare delicatamente indietro la barretta di plastica e inserire l'ago più vicino alla parte inferiore della vena. Giusto abbastanza da far entrare mezzo centimetro di ago. Far scivolare il tubo del catetere lungo l'ago e dentro la vena.
Non dovrebbe esserci resistenza. Una resistenza indicherebbe che ci si trova nel tessuto connettivo. Per accertarsi di essere all'interno della vena, provare ad aspirare tirando indietro lo stantuffo della siringa collegata al catetere per verificare se è possibile prelevare sangue.
Una volta posizionato il tubo, rimuovere l'ago e spingere la bolla del catetere fino al punto di inserimento. Fare il nodo inferiore e assicurarsi che il tubo del catetere sia ben aderente alla barra prima di fare il secondo nodo subito sopra la bolla. Questo garantirà il fissaggio del catetere in posizione.
Rimuovere la barretta e fare un secondo nodo a ciascuna estremità. Ripiegare il tubo del catetere e i fili di sutura sotto la pelle prima di eseguire la sutura. Utilizzare la pinza per arterie per guidare l'ago da sutura attraverso la pelle e chiudere l'incisione.
Il numero di punti varierà in base alla dimensione dell'incisione. Con l'animale in posizione prona, posizionare la base del catetere sul dorso dell'animale. Applicare soluzione salina sull'incisione e far scorrere la base del catetere sotto la pelle.
Assicurarsi che il tubo sia il meno possibile a loop e posizionato sotto la base per ridurre al minimo il rischio di perforazioni. Suturare la pelle intorno alla base del catetere. Il numero di punti di sutura dipenderà dalle dimensioni dell'incisione.
Di solito sono sufficienti tre o quattro punti di sutura. Assicurarsi che sia ancora possibile prelevare sangue dal catetere. Infine, sciacquare il catetere con la soluzione di teina eparinizzata per prevenire infezioni e la formazione di coaguli sanguigni.
Allentare il tubo collegato alla cannula del catetere. Successivamente, rimuovere il tubo di soluzione salina e sostituirlo rapidamente con il tubo della siringa contenente la soluzione eparinizzata T Carin. Sciacquare il catetere con 0,03-0,05 cc di soluzione.
Anche in questo caso, allentare il tubo collegato alla cannula. Afferrare il tappo del catetere con la pinza e, con un unico movimento, rimuovere il tubo dalla cannula e sostituirlo con il tappo del catetere. Questo passaggio deve essere eseguito rapidamente per impedire che il sangue risalga.
Avvitare il coperchio bianco del catetere, assicurandosi che sia ben fissato senza perforare la punta della cannula. Somministrare al topo iniezioni sottocutanee di analgesico e antibiotico. Iniettare l'analgesico ketoprofene su un lato a una dose di cinque milligrammi per chilogrammo e l'antibiotico amikacina sull'altro lato a una dose di 10 milligrammi per chilogrammo.
Dopo l'interruzione dell'anestesia, lasciare che il topo si riprenda in una gabbia pulita con facile accesso a cibo e acqua. Dati affidabili di auto-somministrazione endovenosa possono essere ottenuti seguendo le tecniche presentate in questo video. Tuttavia, è fondamentale mantenere la pervietà del catetere.
Questo si ottiene mediante un accurato posizionamento del catetere nell'atrio destro, il lavaggio quotidiano del catetere prima e dopo le sessioni operatorie e assicurandosi che la cannula del catetere sia sempre chiusa con un tappo per prevenire l'ingresso di detriti.
Panoramica
In questo articolo viene descritto il paradigma dell'autosomministrazione endovenosa (IVSA), un metodo standard per lo studio del rinforzo farmacologico nei roditori. Vengono sottolineate le tecniche chirurgiche e le procedure necessarie per ottenere dati IVSA affidabili, con particolare attenzione all'impianto e alla manutenzione del catetere.
Componenti Chiave dello Studio
Area della Scienza
- Neuroscienze
- Farmacologia Comportamentale
- Modelli su Roditori
Sfondo
- IVSA è un metodo ampiamente utilizzato per valutare le proprietà rinforzanti delle sostanze.
- La raccolta affidabile dei dati è fondamentale per comprendere i meccanismi dell'addiction.
- Le tecniche chirurgiche appropriate sono essenziali per un impianto riuscito del catetere.
- Il mantenimento della pervietà del catetere è cruciale per l'integrità sperimentale.
Scopo dello studio
- Illustrare le procedure per l'intervento di cateterizzazione nei roditori.
- Fornire suggerimenti per mantenere la funzionalità del catetere durante gli esperimenti.
- Migliorare l'affidabilità della raccolta dati nell'IVSA.
Metodi Utilizzati
- Preparazione degli strumenti e dei materiali chirurgici per l'inserimento del catetere.
- Passaggi dettagliati per l'impianto del catetere nella vena giugulare.
- Monitoraggio dell'anestesia e delle condizioni chirurgiche durante l'intervento.
- Tecniche per garantire la pervietà del catetere e prevenire ostruzioni.
Risultati principali
- Sono state dimostrate tecniche di impianto del catetere di successo.
- Sono state illustrate linee guida per mantenere la pervietà del catetere.
- Sono stati forniti passaggi chirurgici dettagliati per garantire la riproducibilità.
- È stata posta particolare attenzione al monitoraggio del benessere animale durante la procedura.
Conclusioni
- Le tecniche chirurgiche corrette sono fondamentali per studi IVSA affidabili.
- Mantenere la funzionalità del catetere è essenziale per l'integrità dei dati.
- Questo studio rappresenta una guida completa per i ricercatori del settore.
Domande frequenti
Rilevanza Industriale del Progetto
L'amministrazione endovenosa auto-somministrata (IVSA) nei modelli murini fornisce una piattaforma preclinica fondamentale per valutare le proprietà rinforzanti di composti, consentendo la validazione di bersagli nel campo della scoperta di farmaci per le dipendenze e le patologie neuropsichiatriche. Permettendo agli animali di auto-somministrarsi sostanze sperimentali, questo metodo riduce il bias sperimentale e fornisce dati quantitativi sui modelli di assunzione della droga, sostenendo la riduzione del rischio meccanicistica e aumentando la previsione affidabile nella valutazione precoce dei bersagli. L'approccio facilita la continuità traslazionale dall'interazione con il bersaglio all'output comportamentale, orientando le decisioni di avanzamento o interruzione nello sviluppo di terapie per il sistema nervoso centrale.
Applicazioni Strategiche nella Ricerca e Sviluppo in Biopharma
Scoperta Precoce e Validazione del Bersaglio
- Valore scientifico: Consente l'analisi di ipotesi terapeutiche misurando l'assunzione volontaria di farmaci come parametro funzionale dell'interazione con i bersagli nei circuiti della ricompensa.
- Valore operativo: Supporta la riduzione del rischio biologico attraverso la valutazione diretta del rinforzo indotto dal composto, chiarificando precocemente nel processo scoperta il profilo di rischio legato al bersaglio e il potenziale di abuso.
- Valore predittivo: Genera misurazioni quantitative di variabili dipendenti (ad esempio, frequenza di infusioni, schemi di assunzione) che contribuiscono alla valutazione predittiva e al triage del portafoglio per molecole dirette al sistema nervoso centrale.
Sviluppo di screening e saggi
- Prontezza del saggio: Prepara sistemi biologici validati per la valutazione di composti successivi, stabilendo un rilascio di farmaco basato su catetere affidabile e una risposta stabile alla linea di base.
- Riproducibilità: Sottolinea l'uso di tecniche chirurgiche standardizzate e protocolli di manutenzione del catetere per garantire risultati quantitativi costanti tra esperimenti e laboratori.
- Utilità della piattaforma: Consente uno screening affidabile di composti mediante la misurazione precisa del tempo e della quantità di assunzione del farmaco, favorendo la scalabilità del saggio e il suo riutilizzo nei test di rinforzo.
Ricerca Translazionale e Preclinica
- Rilevanza per la malattia: Modella il comportamento umano di auto-somministrazione di farmaci, fornendo un sistema rilevante per lo studio dei meccanismi dell'addiction e la valutazione di interventi terapeutici.
- Continuità traslazionale: Collega la fase di scoperta al lavoro preclinico offrendo un saggio comportamentale coerente utilizzabile nelle fasi di validazione del bersaglio e di ottimizzazione del composto leader.
- Avanzamento basato sul rischio: Guida le decisioni precliniche di proseguimento o interruzione indicando composti con profili di rinforzo indesiderabili, riducendo l'abbandono in fasi avanzate a causa della potenziale abusabilità.
Integrazione di Pipeline e Flusso di Lavoro
IVSA si inserisce nel percorso di scoperta che va dalla validazione del bersaglio all'identificazione dei composti promettenti fino alla valutazione preclinica, fungendo da saggio funzionale per il potenziale di rinforzo, complementare al profilo farmacocinetico in vitro e in vivo.
- Biologia della scoperta: Supporta la verifica delle ipotesi e la chiarificazione dei percorsi biologici collegando i bersagli molecolari al comportamento motivato attraverso gli esiti dell'auto-somministrazione.
- Screening: Fornisce prontezza del saggio e output quantitativi (ad esempio, velocità di infusione, punto di interruzione nel rapporto progressivo) che permettono un confronto affidabile tra composti in esame e controlli.
- Analisi: Offre capacità di analisi statistica per confrontare diverse condizioni, come l'assunzione nel tempo o i modelli di risposta, essenziali per valutare gli effetti e la variabilità dei composti.
- Ricerca traslazionale: Si collega alla continuità preclinica mantenendo un output comportamentale costante, allineato agli endpoint clinici relativi all'uso di farmaci e alle ricadute.
- Riutilizzo aziendale: Funziona come piattaforma riutilizzabile in diversi progetti e serie di composti, rafforzando la standardizzazione e la comparabilità tra studi nella ricerca sulle dipendenze.
Impatto Operativo ed Aziendale
- Valore scientifico: Aumenta la fiducia predittiva nella validazione degli obiettivi riducendo l'ambiguità meccanicistica attraverso la misurazione diretta del rinforzo comportamentale.
- Valore operativo: Favorisce la standardizzazione e la riproducibilità grazie a procedure dettagliate di intervento chirurgico e manutenzione del catetere, minimizzando la variabilità tecnica.
- Valore strategico: Migliora il processo decisionale di avanzamento o interruzione identificando precocemente il potenziale di abuso, aumentando l'efficienza del capitale e riducendo i rischi biologici in fase avanzata nei programmi del sistema nervoso centrale.
- Impatto sul portafoglio: Permette una priorizzazione adeguata al rischio identificando composti con elevato potenziale di rinforzo, sostenendo decisioni di avanzamento informate.
Considerazioni sull'implementazione
- Richiede competenze specifiche in chirurgia su roditori, tecniche di cateterizzazione e monitoraggio anestetico per garantire il benessere animale e il successo della procedura.
- Si basa su strumentazione specializzata, inclusi pompe per infusione, camere operanti dotate di leve ultrasensibili e strumenti chirurgici sterili per un posizionamento costante del catetere.
- Necessita di una standardizzazione condivisa tra i gruppi di lavoro riguardo alle procedure di lavaggio, chiusura e manutenzione dei cateteri, al fine di prevenire occlusioni e garantire l'integrità dei dati tra diversi studi.
- Comporta considerazioni adattative relative a diverse linee di topi, tipi di catetere e formulazioni farmacologiche, con particolare attenzione all'accesso venoso e alla pervietà del catetere nel tempo.
- Comprende limitazioni pratiche, come complicanze correlate al catetere (ad esempio infezione, trombosi), che richiedono un monitoraggio costante e possono influenzare la raccolta di dati longitudinali.
