Chirurgia di impianto per la stimolazione e la registrazione del nervo vago addominale nei ratti svegli
19 gennaio 2024
Il presente protocollo descrive la tecnica chirurgica per l'impianto di un array di elettrodi sul nervo vago addominale nei ratti, insieme ai metodi per i test di elettrofisiologia cronica e la stimolazione utilizzando il dispositivo impiantato.
La VNS addominale ha il vantaggio di non causare effetti collaterali cardiaci e respiratori associati alla VNS cervicale. Lo scopo dello studio è stato quello di studiare l'effetto antinfiammatorio della VNS addominale in un modello di ratto di artrite reumatoide. In precedenza, abbiamo dimostrato che la VNS addominale riduce i sintomi di un modello di ratto di malattia infiammatoria intestinale.
Attualmente è in corso un primo studio clinico sull'uomo per studiare la sicurezza e l'efficacia della VNS addominale come trattamento delle malattie infiammatorie intestinali. Stiamo espandendo la nostra ricerca di neuromodulazione per indagare se possiamo registrare l'attività del nervo vago indotta dall'infiammazione spontanea come prossimo passo per lo sviluppo di un sistema VNS addominale adattivo per il trattamento delle condizioni infiammatorie. Abbiamo dimostrato che la VNS addominale non provoca effetti cardiaci o respiratori off-target associati alla VNS cervicale e ha effetti antinfiammatori nei modelli di ratto di malattia infiammatoria intestinale e artrite reumatoide.
Gli effetti della VNS addominale sul corpo non sono ben compresi rispetto alla VNS cervicale. Questo protocollo può aiutare a stabilire protocolli sperimentali per testare l'effetto della VNS addominale su diversi parametri fisiologici in animali sani o condizioni infiammatorie come il lupus sistemico e la malattia renale cronica.
Panoramica
Questo studio descrive un protocollo chirurgico per l'impianto di un array di elettrodi sul nervo vago addominale in ratti, finalizzato a indagare gli effetti antinfiammatori della stimolazione del nervo vago addominale (VNS) in modelli di artrite reumatoide e malattia infiammatoria intestinale. Lo studio sottolinea l'assenza di effetti avversi cardiaci e respiratori rispetto alla VNS cervicale.
Componenti Chiave dello Studio
Area della Scienza
- Neuroscienze
- Neurofarmacologia
- Tecniche chirurgiche
Sfondo
- La VNS addominale può fornire benefici terapeutici senza gli effetti collaterali della VNS cervicale.
- Gli effetti anti-infiammatori della VNS addominale sono stati studiati in modelli ratini di artrite reumatoide e malattia infiammatoria intestinale.
- Attuali studi clinici stanno valutando la sicurezza e l'efficacia della VNS addominale nel trattamento delle condizioni infiammatorie.
- Gli effetti sui parametri fisiologici indotti dalla VNS addominale non sono ancora ben compresi.
Scopo dello studio
- Sviluppare protocolli sperimentali per valutare gli effetti della stimolazione del nervo vago addominale.
- Studiare l'attività spontanea del nervo vago indotta dall'infiammazione.
- Caratterizzare il metodo di stimolazione del nervo vago che può essere adattato a diverse condizioni infiammatorie.
Metodi Utilizzati
- È stato eseguito l'impianto chirurgico di un array di elettrodi sul nervo vago addominale in ratti anestetizzati.
- La procedura ha comportato una dissezione accurata e una fissazione volta a garantire la stabilità dell'array di elettrodi.
- Successivamente all'intervento, è stata effettuata una verifica elettrofisiologica per valutare l'attività nervosa.
- Sono state utilizzate tecniche di sutura accurate per fissare l'elettrodo e ridurre al minimo le complicazioni.
Risultati principali
- L'intervento chirurgico è stato progettato per garantire un posizionamento stabile dell'elettrodo vicino al nervo vago addominale.
- Sono state effettuate misurazioni elettrofisiologiche per valutare l'attività nervosa successivamente alla stimolazione.
- Valutazioni croniche potrebbero rivelare informazioni sui meccanismi regolatori anti-infiammatori facilitati dalla stimolazione del nervo vago addominale (VNS).
- Lo studio supporta il potenziale della stimolazione del nervo vago addominale nel trattamento delle condizioni infiammatorie.
Conclusioni
- Il protocollo costituisce un fondamento per ulteriori ricerche sulla stimolazione del nervo vago addominale in vari modelli di malattie infiammatorie.
- I risultati potrebbero consentire a studi futuri di esplorare i meccanismi neuronali associati alla stimolazione del nervo vago.
- Comprendere l’impatto della stimolazione del nervo vago addominale potrebbe influenzare le strategie terapeutiche per i disturbi infiammatori.
Domande frequenti
Rilevanza Industriale del Contenuto
La stimolazione del nervo vago addominale (VNS) in modelli di ratto sveglio permette studi di neuromodulazione selettiva, evitando gli effetti collaterali cardiaci e respiratori osservati nella VNS cervicale. Questo approccio favorisce la riduzione dei rischi meccanicistici e aumenta la previsione affidabile di strategie terapeutiche antinfiammatorie nella fase preclinica di scoperta. Il metodo colloca la VNS addominale come una piattaforma scalabile per valutare la neuromodulazione in sistemi rilevanti per la malattia, in diverse indicazioni infiammatorie.
Applicazioni Strategiche nella Ricerca e Sviluppo in Biopharma
Scoperta Precoce e Validazione del Target
- Permette l'analisi dei percorsi vagali implicati nei meccanismi delle malattie infiammatorie.
- Consente la validazione funzionale degli obiettivi isolando gli effetti del nervo vago addominale senza interferenze da effetti sistemici indesiderati.
- Facilita la previsione affidabile della neuromodulazione come ipotesi terapeutica per le condizioni infiammatorie.
Sviluppo di screening e saggi
- Fornisce un sistema in vivo validato per letture elettrofisiologiche quantitative successive alla stimolazione del nervo vago (VNS).
- Permette la misurazione riproducibile di potenziali d'azione composti evocati (ECAP) per la standardizzazione del saggio.
- Supporta lo screening di composti o dispositivi successivi stabilendo protocolli robusti di stimolazione e registrazione.
Ricerca Translazionale e Preclinica
- Si allinea a modelli murini pertinenti alle malattie per l'esplorazione traslazionale di biomarcatori nella malattia infiammatoria intestinale e nell'artrite reumatoide.
- Consente una continuità dalla scoperta meccanicistica alla validazione preclinica di strategie di neuromodulazione.
- Riduce il rischio traslazionale fornendo una stimolazione selettiva senza effetti fisiologici fuori bersaglio.
Integrazione di Pipeline e Flusso di Lavoro
Questo metodo si inserisce nel percorso dalla scoperta alla fase preclinica, permettendo studi di neuromodulazione basati su ipotesi, valutazioni elettrofisiologiche quantitative e modellizzazione traslazionale delle malattie.
- Biologia della scoperta: Supporta il test dell'ipotesi nulla riguardo al coinvolgimento del nervo vago nella regolazione dell'infiammazione.
- Screening: Fornisce misurazioni riproducibili di ECAP per valutare la prontezza del saggio e consentire il confronto tra studi.
- Analisi: Fornisce output quantitativi di variabili dipendenti per l'analisi statistica e il confronto tra condizioni.
- Ricerca traslazionale: Collega i risultati meccanicistici ai modelli preclinici di malattia per un avanzamento con valutazione del rischio.
- Riutilizzo aziendale: Stabilisce una piattaforma in vivo riutilizzabile per la ricerca sulla neuromodulazione in diverse indicazioni infiammatorie.
Impatto Operativo ed Aziendale
- Valore scientifico: Aumenta la fiducia predittiva e riduce l'ambiguità meccanicistica nella validazione delle target di neuromodulazione.
- Valore operativo: Standardizza le procedure chirurgiche ed elettrofisiologiche per garantire riproducibilità e scalabilità.
- Valore strategico: Orienta le decisioni di avanzamento o interruzione fornendo dati preclinici solidi e privi di effetti collaterali.
- Impatto sul portafoglio: Permette una priorizzazione adeguata al rischio delle risorse di neuromodulazione nei percorsi per malattie infiammatorie.
Considerazioni sull'implementazione
- Richiede competenze specifiche in chirurgia su roditori e tecniche di registrazione elettrofisiologica.
- Necessita di accesso a matrici di elettrodi specializzati, stimolatori e sistemi di acquisizione dati.
- Richiede una rigorosa standardizzazione intersettoriale dei protocolli chirurgici e di registrazione.
- L'adattamento ad altri modelli di malattia potrebbe richiedere un'ottimizzazione del protocollo per tenere conto di differenze anatomiche o fisiologiche.
- È essenziale un'accurata manipolazione per evitare un posizionamento subottimale degli elettrodi o complicazioni chirurgiche.
Domande frequenti sulla biofarmaceutica
Chapters in this video
0:00
Introduction
1:49
Electrode Array Implantation on the Abdominal Vagus Nerve in Rats for Recording Evoked Compound Action Potentials
6:16
Chronic Electrophysiology Testing and Abdominal Vagus Nerve Stimulation Using an Implanted Electrode Array in Awake Rats
