薬理学的および毒性試験のための経口溶解ストリップを利用：動物のための強制経口投与にシンプルで動物愛護の代替を
2016年3月23日
以下のプロトコルは、より一般的に使用される経口栄養法の代わりに経口溶解ストリップ（ODS）を使用して、慢性経口薬物投与のための新規な方法を説明します。私たちは、ODS法を用いた前臨床、経口薬物送達は、経口栄養に、安全で便利な、そして人間的な代替手段を表すことを示しています。
この手順の全体的な目標は、経口溶解性生体接着ポリマーを前臨床経口薬物送達の安全で人間的な手段として利用することです。この手順を用いて、目的の薬物を、実験動物への試験化合物の経口投与のために、風味のある経口溶解ストリップに組み込むことができる。この技術の主な利点は、経口強制経口投与が十分に許容されない場合に利用できることです。
その後の薬物投与手順中のストレスを軽減するために、マウスが実験の飼育条件と取り扱い技術に順応できるようにします。各マウスについて、最初にマウスの尾の中央をつかみ、動物をケージからそっと持ち上げて、実験前の体重を決定します。すぐに動物を動物スケールの計量ボートに置き、尾の内側をしっかりとつかみ続けて、手袋をはめない怪我を防ぎ、動物の体重を記録します。
推奨される2日間連続して食物の重量を記録し、慣れ期間中の各動物のベースライン食物消費量も確立します。動物が環境に順応したら、動物をその後の実験が行われる部屋に移します。実験を開始する前に、オートクレーブでグループごとに2本のステンレス製の強制針を滅菌し、バックアップ用に1本の針を追加で滅菌します。
次に、市販のシングルクォーターインチホールパンチャーを使用して、標準的な長方形のテストストリップから各動物に対して直径0.5センチメートルの経口溶解ストリップ(ODS)を切断します。実験当日は、示したばかりの動物の体重を記録し、最初のマウスを金属製のグリッドケージトップに置きます。利き手の親指、人差し指、薬指で尻尾を引き戻します。
マウスはケージの上部をつかみ、背中を伸ばします。利き手ではない親指、人差し指、薬指で首筋をつかみ、しっかりと握って動物を快適に拘束し、動物を直立させます。粘膜の色に注意してください。
ピンクレッドの外観は、マウスが快適に拘束されていることを示します。次に、強制針の1つの球根の先端を新たに調製した4.25%スクロース溶液に浸して、ODSの試飲接着剤として機能します。次に、球根の先端でODSを押し下げてODSを針の先端に取り付け、ストリップを鼻孔と口の近くに置いて、動物がフィルムを消費できるようにします。
あるいは、マウスが飲み込むために、ストリップを舌に直接置くこともできます。感染の拡大を防ぐために、薬物投与セッション中にグループ途中で針を交換してください。.ここでは、強制経口投与のイベルメクトリンが好みの飲酒に及ぼす影響を示しています。
観察されたように、イベルメクチンはプラセボ群と比較して、研究全体で10%エタノール摂取量を大幅に減らします。しかし、対照群と比較すると、プラセボ群のエタノール摂取量は非常に低すぎるため、社会的飲酒行動を正確にモデル化していない可能性があります。ODS送達システムを用いて同じ実験を行った場合、対照マウスとプラセボ処理マウスとの間にエタノール摂取量に有意差はなく、ODSプラセボ群がイベルメクチン群との比較が可能な有効な対照群であることが示される。
実際、これらのコントロールにより、イベルメクチンは動物の10%エタノール摂取量を大幅かつ一貫して減少させます。このビデオを見た後、経口薬物送達の安全で人道的な手段として経口溶解ストリップを利用する方法をよく理解しているはずです。
完全なトランスクリプトを表示し、数千本の科学動画にアクセス
概要
本プロトコルでは、経口溶解フィルム（ODS）を用いた慢性的な経口薬物投与の新しい手法について概説し、経口ゾンデ投与に代わる人道的な選択肢を提示します。ODS法を用いることで、安全かつ簡便な方法で前臨床段階の経口薬物投与が可能になります。
研究の主要構成要素
科学分野
- 薬理学
- 前臨床研究
- ドラッグデリバリーシステム
背景
- 従来の経口ゾンデ投与は、実験動物にとってストレスとなる可能性があります。
- 口腔溶解フィルム（ODストリップ）を用いることで、風味を加えた簡便な薬剤投与が可能になります。
- 本手法は、薬剤投与時における動物福祉の向上を目的としています。
- 特に、経口ゾンデ投与への耐性が低い場合に有用です。
研究目的
- 前臨床研究における薬物投与の人道的な代替手法を開発すること。
- 効果的な薬物送達のために生物学的粘着性ポリマーを利用すること。
- 動物のストレスを最小限に抑え、全体的な体験を改善すること。
使用した手法
- 薬物を含有する味付け口腔内崩壊フィルムの調製。
- マウスのハンドリングおよび飼育条件への馴化。
- 薬物投与前のマウスの体重測定。
- ODS法による薬物の投与。
主な結果
- ODS法はマウスによく耐容されました。
- 薬剤投与中のストレスレベルが有意に低減しました。
- ODS法を用いることで、効果的な薬剤投与が達成されました。
- 研究全体を通して、動物福祉が優先されました。
結論
- 口腔溶解フィルム（ODS）法は、経口ゾンデ投与に代わる実行可能な選択肢である。
- この手法は、実験動物の人道的な取り扱いを向上させる。
- 今後の研究では、薬物送達におけるODSの応用についてさらに探索することが期待される。
よくある質問
産業界における重要性
経口投与（経口ゾンデ）は、前臨床段階の薬剤投与における標準的な手法ですが、動物にストレスを与えるため、個体の脱落やデータのばらつきの原因となります。口腔溶解フィルム（ODS）法は、動物福祉を向上させつつ、一定の投与量を維持できる、人道的で低ストレスな代替手法を提供します。このアプローチは、薬理学的および毒性学的評価における処置に伴う混絡要因を減少させ、前臨床研究の信頼性を高めます。
バイオ医薬品研究開発における戦略的応用
初期発見およびターゲットバリデーション
- 科学的価値： 動物モデルにおいてストレス誘発性のばらつきを低減し、治療仮説の検証を可能にする。
- 運用的価値： 経口投与（ガバージュ）に伴う外傷による混絡影響を最小限に抑えることで、機能的なターゲットバリデーションを支援する。
- 予測的価値： 侵襲的な処置を避け、経口投与の精度を高めることで、リード化合物同定におけるデータの整合性を向上させる。
スクリーニングおよびアッセイ開発
- 科学的価値： 動物への操作を最小限に抑えつつ、化合物スクリーニングのための再現性のある経口投与経路を提供します。
- 実用的価値： 香料を加え、速やかに溶解するストリップによる一貫した薬剤投与により、アッセイの標準化を促進します。
- 拡張性： 研究グループ全体の投与手順を簡素化することで、ハイスループットなワークフローをサポートします。
トランスレーショナル・前臨床研究
- 科学的価値： 慢性投与研究において自然な摂食行動を維持することで、疾患との関連性を保持します。
- 運用的価値： 脱落率を低減し、人道的なエンドポイントを改善することで、縦断的な毒性評価を可能にします。
- 予測の信頼性： 前臨床のPK/PDプロファイルを臨床的に関連のある曝露パターンに合わせることで、トランスレーショナルな連続性を強化します。
パイプラインおよびワークフローの統合
ODS法は、初期のターゲットバリデーションからリード最適化、および前臨床安全性プロファイリングに至る創薬のコンティニュアムに適合し、特に反復経口投与が必要な場合に有用です。
- 創薬生物学： 手技によるストレスを誘発することなく化合物の慢性経口投与を可能にし、仮説検証を支援します。
- スクリーニング： 生体内での化合物評価において標準化された非侵襲的な経路を提供し、アッセイの準備効率を向上させます。
- 分析： ハンドリングによるアーティファクト（人為的誤差）に起因する変動を抑え、定量的な薬物動態および行動学的リードアウトを生成します。
- トランスレーショナルリサーチ： ゾンデ投与よりも臨床的な経口投与に近いモデルを構築することで、前臨床段階における連続性を促進します。
- 企業内での再利用： さまざまな治療領域や動物種に適応可能な、プラットフォーム互換の投与システムとして機能します。
運用および企業への影響
- 科学的価値：ストレスに関連する生理学的反応によるメカニズム的な曖昧さを排除することで、予測の信頼性を向上させます。
- 運用上の価値：施設間および試験プロトコル間での再現性と標準化を改善します。
- 戦略的価値：投与方法に起因するアーティファクトによる偽陽性および偽陰性を減らすことで、より適切なgo/no-go判断を支援します。
- ポートフォリオへの影響：ターゲットエンゲージメントと安全域に関するより精緻なデータにより、リスク調整後の優先順位付けを可能にします。
実施上の考慮事項
- 薬物の安定性とストリップの完全性を確保するため、製剤科学の専門知識が必要である。
- 精密切断工具およびバイオアドヒーシブポリマー材料へのアクセスに依存する。
- 薬理学、製剤、および動物ケア部門間のチーム横断的な連携が必要となる。
- 異なる種や薬物の物理化学的特性に応じて、調整が必要な場合がある。
- ストリップの溶解による口腔粘膜吸収または胃腸吸収に適合する化合物に限定される。
