La diagnosi precoce del farmaco-indotta renale emodinamica erettile Utilizzando ecografica Technology di ratti
11 marzo 2016
La disfunzione emodinamica in fase iniziale è fondamentale per lo sviluppo della malattia renale. Tuttavia, le metodologie di rilevamento sono limitate. I recenti progressi nell'ecografia forniscono un'opzione non invasiva e accurata per la diagnosi precoce del danno renale. Questo studio delinea una metodologia ecografica passo-passo per rilevare la disfunzione renale utilizzando un modello di ratto di nefrotossicità indotta da farmaci.
L'obiettivo generale di questa procedura è fornire una metodologia ecografica passo-passo per rilevare la disfunzione renale utilizzando un modello di ratto di nefrotossicità indotta da farmaci. Ciò si ottiene posizionando prima la sonda ecografica utilizzando il sistema a binario e isolando l'aorta. Successivamente, l'angolo della sonda viene regolato per ottenere una vista completa dei reni al centro dello schermo e l'immagine in modalità B viene memorizzata utilizzando il frame rate più alto possibile.
Quindi, la finestra acustica color doppler viene aperta per isolare l'arteria renale e la vena renale. Infine, l'onda pulsata o la linea gialla PW viene utilizzata per valutare il flusso nell'arteria renale destra e il sinistore viene utilizzato per raccogliere i dati alla massima frequenza di fotogrammi possibile. In definitiva, l'ecografia ad alta risoluzione viene utilizzata per mostrare i cambiamenti emodinamici nel rene a seguito di danno renale acuto indotto da cisplatino.
Questo metodo può rispondere a domande chiave nel campo del monitoraggio della funzionalità renale, come i cambiamenti emodinamici causati da danno renale. Sebbene questo metodo possa fornire informazioni sull'emodinamica renale, può essere applicato anche ad altri sistemi, come i modelli murini. Il giorno 0, dopo aver anestetizzato gli animali secondo il protocollo di testo e aver applicato l'unguento per gli occhi, utilizzare una lama n. 40 e una crema depilatoria per rimuovere i peli dal petto.
Durante il monitoraggio dei segni vitali dell'animale, è possibile configurare un ecografo MS250 ad alta risoluzione con una frequenza centrale di 21 MHz collegato alla porta attiva e l'applicazione preimpostata sul rene. Posizionare l'animale anestetizzato in posizione supina sulla piattaforma e, utilizzando il sistema di binari, posizionare la linea mediana della sonda ecografica sull'animale con un angolo di 90 gradi rispetto alla linea parasternale sinistra isolando l'aorta. Da questa posizione, far scorrere la piattaforma con l'animale in modo che la sonda sia all'altezza dell'arteria renale sinistra o destra.
Utilizzando i micromanipolatori, visualizzare l'arteria renale. Quindi regolare l'angolo della sonda inclinandolo leggermente lungo l'asse Y della sonda per ottenere una vista completa dei reni al centro dello schermo. Una volta che la pelvi renale e l'arteria renale sono state riprese, conservare le immagini utilizzando la frequenza di fotogrammi più alta consentita con la sonda utilizzata.
Quindi, premere il tasto color doppler sulla tastiera per attivare la finestra acustica color doppler. Assicurarsi che la profondità di messa a fuoco si trovi al centro del rene. Usa sinistore per registrare i dati alla massima frequenza di fotogrammi possibile.
Per acquisire immagini in onda pulsata o in vista PW, fare clic sul tasto PW per visualizzare una linea gialla sullo schermo. Utilizzando la chiave angolare PW, posizionare la linea gialla nell'arteria renale con un angolo parallelo alla direzionalità del flusso attraverso il vaso, assicurandosi che l'angolo doppler sia inferiore a 60 gradi. In questa modalità, la finestra acustica si divide in sezioni superiore e inferiore.
Utilizzare sinistore per catturare l'immagine delle forme d'onda che indicano la velocità del flusso arterioso al picco di sistole e diastole. Dopo l'imaging, posizionare l'animale sotto una lampada riscaldante in un'area di recupero pulita in decubito sternale. Monitorare continuamente i segni vitali dell'animale fino al completo recupero dall'anestesia prima di riportarlo alla struttura di stabulazione.
Ventiquattro ore dopo aver effettuato l'imaging di base, somministrare un'iniezione interperitoneale di 10 milligrammi per chilogrammo di cisplatino in una singola dose agli animali da trattare. Somministrare soluzione fisiologica normale agli animali di controllo. Seguendo il programma mostrato qui, e monitorando i segni vitali dell'animale, eseguire l'imaging ecografico come dimostrato in precedenza nel video.
Eseguire l'analisi dei dati secondo le linee guida del protocollo di testo. Le immagini presentate in questo studio sono state scattate da un singolo operatore e i dati di imaging sono stati analizzati da un singolo ricercatore. I risultati hanno mostrato che gli animali trattati con cisplatino hanno creatinina sierica compresa tra 0,5 e 2,1 al giorno 6.
Il livello normale di creatinina è inferiore a 1,1. Le immagini ecografiche offrono un'elevata sensibilità rispetto ai dati istologici mostrati negli studi successivi. Al giorno 6, l'istologia ha dimostrato modelli coerenti di lesioni interstiziali acute dei tubuli nei reni trattati con cisplatino rispetto agli animali normali trattati con soluzione salina.
Utilizzando l'ecografia ad alta risoluzione per misurare i cambiamenti emodinamici nei reni, non vi è stato alcun cambiamento nella morfologia negli animali senza trattamento con cisplatino tra il giorno 0 e il giorno 6, mentre la morfologia del pulso parvo è stata rilevata negli animali trattati con cisplatino al giorno 6. RI è l'acronimo di Resistive Index e PI è l'acronimo di Pulsatile Index. I limiti superiori per RI e PI normali sono rispettivamente 0,7 e 1,15 nei ratti.
La misurazione di questi indici per valutare i cambiamenti emodinamici nel rene, ha dimostrato un aumento significativo in entrambi gli animali trattati con cisplatino al giorno 6. Durante il tentativo di questa procedura, è importante assicurarsi che l'animale abbia segni vitali normali sotto anestesia. Dopo il suo sviluppo, questa tecnica ha aperto la strada ai ricercatori nel campo dei cambiamenti emodinamici dell'ecografia renale a seguito di danno renale acuto.
Dopo aver visto questo video, dovresti avere una buona comprensione di come visualizzare un rene utilizzando un piccolo modello animale di danno renale acuto.
Panoramica
Questo studio presenta una metodologia ecografica dettagliata per rilevare la disfunzione renale in un modello di ratto con nefrotossicità indotta da farmaci. Utilizzando un'immagine ecografica ad alta risoluzione, il metodo mira a fornire informazioni sui cambiamenti emodinamici successivi a un danno renale acuto.
Componenti Chiave dello Studio
Area della Scienza
- Nefrologia
- Imaging mediante ultrasuoni
- Modelli animali
Sfondo
- Lo sviluppo delle malattie renali è associato a un precoce malfunzionamento emodinamico.
- Le metodologie attuali per il rilevamento del danno renale sono limitate.
- I progressi nella sonografia offrono un'opzione di rilevamento non invasiva.
- Questo studio si concentra su un modello ratto per esplorare queste metodologie.
Scopo dello studio
- Illustrare una metodologia ecografica passo dopo passo per il rilevamento della disfunzione renale.
- Valutare i cambiamenti emodinamici nel rene dopo il trattamento con Cisplatino.
- Fornire un quadro di riferimento per il monitoraggio della funzione renale nella ricerca.
Metodi Utilizzati
- Posizionamento della sonda ecografica e isolamento dell'aorta.
- Regolazione degli angoli della sonda per un'ottimale visualizzazione dei reni.
- Utilizzo del Doppler colorato per valutare il flusso arterioso e venoso renale.
- Somministrazione di Cisplatino e monitoraggio dei cambiamenti emodinamici nel tempo.
Risultati principali
- Gli animali trattati con cisplatino hanno mostrato livelli aumentati di creatinina sierica.
- L'ecografia ad alta risoluzione ha evidenziato significativi cambiamenti emodinamici.
- L'analisi istologica ha confermato lesioni acute tubulo-interstiziali.
- L'Indice di Resistenza e l'Indice Pulsatili sono risultati significativamente alterati negli animali trattati.
Conclusioni
- Il metodo sonografico proposto è efficace per rilevare disfunzioni renali.
- Fornisce informazioni preziose sull'emodinamica renale dopo una lesione.
- Questa tecnica può essere adattata ad altri modelli animali nella ricerca renale.
Domande frequenti
Rilevanza Industriale del Progetto
Il rilevamento precoce della disfunzione emodinamica renale indotta da farmaci affronta un'importante lacuna nella valutazione preclinica della sicurezza, in cui biomarcatori tradizionali come la creatinina sierica registrano ritardi rispetto ai cambiamenti fisiologici. Questo approccio sonografico consente una riduzione del rischio meccanicistica identificando alterazioni vascolari prima del danno strutturale, sostenendo la previsione affidabile nell'ottimizzazione dei composti promettenti. Per la ricerca e sviluppo nel settore biofarmaceutico, l'integrazione di un monitoraggio emodinamico non invasivo migliora la continuità traslazionale e riduce l'abbandono in fasi avanzate a causa di nefrotossicità inattesa.
Applicazioni Strategiche nella Ricerca e Sviluppo in Biopharma
Scoperta Precoce e Validazione del Target
- Valore scientifico: Consente l'analisi di ipotesi terapeutiche collegando l'esposizione al composto a precoci variazioni emodinamiche della funzione renale.
- Valore operativo: Offre una capacità di monitoraggio non invasivo e seriale che riduce l'uso di animali e supporta disegni di studio longitudinali.
- Valore predittivo: L'Indice di Resistenza (RI) e l'Indice Pulsatili (PI) si configurano come biomarcatori quantificabili che precedono l'aumento della creatinina sierica, migliorando il rilevamento precoce dei segnali di tossicità.
Sviluppo di Screening e Saggi
- Prontezza del saggio: Stabilisce parametri emodinamici standardizzati (indice di resistenza, indice di pulsatilità, velocità sistolica massima, velocità diastolica finale, integrale temporale della velocità) per schermate riproducibili di composti in modelli rodentici.
- Output quantitativo: Genera letture numeriche continue che permettono la modellizzazione dose-risposta e decisioni di avanzamento o interruzione basate su soglie.
- Scalabilità della piattaforma: Compatibile con sistemi ecografici ad alta frequenza e adattabile a modelli murini, supportando la validazione interspecie nei percorsi di scoperta.
Ricerca Translazionale e Preclinica
- Rilevanza per la malattia: Modella precursori emodinamici clinicamente rilevanti dell'insufficienza renale acuta (AKI), in linea con la fisiopatologia umana in cui i cambiamenti vascolari precedono l'aumento dei biomarcatori.
- Continuità traslazionale: Collega la fase di scoperta a quella preclinica fornendo parametri funzionali rilevanti in grado di prevedere esiti istopatologici successivi.
- Progressione basata sul rischio: Supporta decisioni di avanzamento o interruzione dello sviluppo in base al deterioramento emodinamico, riducendo la progressione di composti con potenziale nefrotossico latente.
Integrazione di Pipeline e Flusso di Lavoro
Questo metodo si inserisce nel percorso di scoperta e sviluppo preclinico, migliorando in particolare l'identificazione dei composti promettenti e la valutazione della sicurezza preclinica grazie a biomarcatori emodinamici precoci che guidano la selezione e lo sviluppo del composto.
- Biologia della scoperta: Supporta la riduzione dei rischi meccanicistici rivelando alterazioni indotte dal composto nel flusso sanguigno renale prima della manifestazione di tossicità evidente.
- Screening: Permette la standardizzazione dei saggi attraverso parametri riproducibili derivati dal Doppler, facilitando il profiling di composti con elevata affidabilità.
- Analisi: Fornisce indici emodinamici quantitativi (indice di resistenza, indice di pulsatilità, parametri di velocità) che consentono confronti oggettivi tra gruppi trattati e diversi punti temporali.
- Ricerca traslazionale: Collega la disfunzione vascolare precoce al danno istopatologico, potenziando il valore predittivo dei modelli preclinici.
- Riutilizzo aziendale: Rappresenta una piattaforma di imaging non invasiva e seriale applicabile in diverse aree terapeutiche e classi di target che richiedono valutazione della sicurezza renale.
Impatto Operativo ed Aziendale
- Valore scientifico: Aumenta la fiducia predittiva nella valutazione della nefrotossicità rilevando cambiamenti funzionali prima del danno strutturale o dell'aumento dei biomarcatori.
- Valore operativo: Migliora la riproducibilità e riduce la variabilità attraverso un posizionamento standardizzato della sonda, impostazioni Doppler uniformi e protocolli di imaging seriale.
- Valore strategico: Migliora l'efficienza del capitale consentendo l'interruzione precoce di candidati nefrotossici, riducendo gli investimenti in lead ad alto rischio.
- Impatto sul portafoglio: Supporta la priorizzazione aggiustata per il rischio identificando composti con precoci alterazioni emodinamiche, fornendo informazioni per decisioni di avanzamento più sicure.
Considerazioni sull'implementazione
- Richiede competenze nell'imaging ecografico di piccoli animali e nell'interpretazione della emodinamica Doppler.
- È dipendente da sistemi ecografici ad alta risoluzione (21 MHz o superiore) dotati di funzionalità Doppler a onda continua e colorata.
- Necessita della standardizzazione della posizione dell'animale, dell'angolo della sonda e delle impostazioni di acquisizione tra diversi studi e operatori.
- L'adattamento tra modelli diversi (ad esempio, ratti e topi) può richiedere aggiustamenti di frequenza e profondità a causa delle differenze anatomiche.
- Le limitazioni pratiche includono la dipendenza dall'operatore e la necessità di condizioni fisiologiche controllate (ad esempio, stabilità dell'anestesia) per garantire la validità delle misurazioni.
