Eerder zijn twee intraperitoneale (IP) methoden gebruikt voor de toediening van doxorubicine bij volwassen zebravissen 4,10. Bij methode I, ook wel bekend als de klassieke IP-injectiemethode zoals beschreven door Kinkel et al.4, werd de naald ingebracht in een hoek van 45° ten opzichte van de middellijn tussen de buikvinnen met de buik naar boven. Bij methode II, of de alternatieve IP-injectiemethode zoals beschreven door Ma et al.10, werd de naald door de dorsale zijde van de vis ingebracht (Figuur 2A(i,ii)). Onze methode III heeft daarentegen twee grote veranderingen. Eerst wordt de positie van de injectie veranderd, waarbij de buik naar boven wijst en de naald vanuit het midden van de borstvin naar de buik wordt gericht. De penetratieplaats wordt geleid door een natuurlijk gat in dit gebied. Ten tweede wordt de hoek van de naald verkleind, die dicht bij 0° moet liggen (Figuur 2A(iii), Figuur 1).
Vergelijking tussen drie intraperitoneale injectiemethoden
Om de drie IP-injectiemethoden te vergelijken, worden gegevens gepresenteerd die zijn verkregen van onderzoeker I, die geen eerdere ervaring had met zebravissen. Wanneer de methoden I en II werden gebruikt voor IP-injectie, werd een significante vissterfte waargenomen in de eerste twee weken na IP-injectie. Bij methode I werd de dood drie dagen na de injectie waargenomen, terwijl bij methode II de dood twee dagen na de injectie optrad. 70% van de geïnjecteerde vissen vertoonden zichtbare lichaamsschade, vooral rond de injectieplaats, wat zich manifesteerde als een drastisch verminderde lichaamsgrootte en gebogen lichaamsvorm één tot twee maanden na IP-injectie (Figuur 2A (iv,v)). Er werd geredeneerd dat de mortaliteit en de waargenomen schade konden worden toegeschreven aan de toxiciteit van doxorubicine12, dat tijdens het injectieproces uit het openingsuiteinde van de injectienaald zou kunnen lekken en het inwendige orgaan langs de route van de injectie zou kunnen beschadigen. Bij methode I kan de punt van de injectienaald de darm raken (figuur 2A(i)), terwijl bij methode II de zwemblaas kan raken (figuur 2A(ii)). Er werd gepostuleerd dat men kon voorkomen dat de punt van de naald een inwendig orgaan raakte door methode III te gebruiken (Figuur 2A(iii)). Er werd inderdaad een significant verbeterde overlevingskans opgemerkt, waarbij 80% van de vissen 1 maand na injectie overleefde (figuur 2B). Dit betekent een opmerkelijke verbetering ten opzichte van de overlevingspercentages voor methode I en II, die respectievelijk 53,33% en 33,33% bedroegen. Belangrijk is dat 80% van de overlevende vissen een normale lichaamsvorm vertoonde, in tegenstelling tot die gegenereerd door methode I en II (Figuur 2A(vi)). Om de succesvolle generatie van het DIC-model te valideren, werd de hartfunctie geëvalueerd door het percentage van de ejectiefractie (EF%) te meten. Inderdaad, een significante vermindering van EF% werd waargenomen 56 dagen na injectie in de groep die methode III gebruikte (Figuur 2C).
Reproduceerbaarheid van methode III door verschillende onderzoekers
Om te bewijzen dat methode III gemakkelijk door verschillende onderzoekers kan worden beheerst, werden 3 onderzoekers voor de studie gerekruteerd die nog nooit eerder met zebravissen hadden gewerkt. Bij hun eerste pogingen met methode III waren alle onderzoekers in staat om 56 dagen na injectie overlevingspercentages van 85,71%, 95% en 83,33% te bereiken en een duidelijk verlaagde EF (Figuur 3A,B). Merk op dat drie onderzoekers hun experiment respectievelijk 3 keer, 3 keer en 2 keer herhaalden en consequent succesvolle resultaten behaalden. Deze gegevens bevestigden de herhaalbaarheid van methode III, waardoor onderzoekers zonder eerdere ervaring met het werken met vissen betrouwbare DIC-modellen konden genereren.
In een van de eerste pogingen met methode III testte onderzoeker II een afwijking van methode III: in plaats van 0° werd een hoek van 45° gebruikt terwijl de naald door de huid werd gestoken (Figuur 2A(iii), gestippelde pijl). Slechts 15% van de vissen overleefde twee maanden na injectie (figuur 3A), waarbij 80% van de overlevende vissen aanzienlijke lichaamsschade vertoonde. De gegevens gaven aan dat de hoek van de penetratie een cruciale stap is voor het succes van methode III.
Methode III maakt het mogelijk om een chronisch DIC-model op te stellen
Er werd gepostuleerd dat aanzienlijk verminderde lichaamsschade meerdere IP-injecties in dezelfde vis mogelijk zou kunnen maken, waarbij het chronische DIC-model bij muizen wordt nagebootst13,14. Daarom werd methode III gebruikt om gedurende 4 opeenvolgende weken een reeks injecties uit te voeren, met 5 μg/g Dox per week (figuur 4A). In dit experiment overleefde 100% van de geïnjecteerde vissen en 80% van hen vertoonde geen tekenen van lichaamsschade. Belangrijk is dat een significant verminderde ejectiefractie werd opgemerkt bij 56 dpi, wat wijst op de succesvolle generatie van een chronisch DIC-model bij volwassen zebravissen (Figuur 4B).

Figuur 1: Locatie en hoek van het inbrengen van de naald voor de nieuwe IP-injectiemethode. (A) De locatie van het inbrengen van de naald. De vis ligt ondersteboven, waardoor de buikzijde bloot komt te liggen. Het hoofd is naar rechts. Tussen de borstvinnen bevindt zich een natuurlijk gat dat het binnendringen van de huid eenvoudiger maakt. (B) De hoek van het inbrengen van de naald. Het is bijna nul graden ten opzichte van het oppervlak van de vis. (C) Het spoor van de naald onder de huid. De punt van de naald wordt continu gecontroleerd zodra deze zich in de buikholte bevindt. Het instappunt ziet er anders uit dan in figuur 1A vanwege de vervorming van de huid tijdens het penetratieproces. (D) Een vis nadat Dox is vrijgelaten. De buikholte wordt rood na het loslaten van de Dox. (E) Een vis na IP-injectie. Er is geen teken van lekkage na het terugtrekken van de naald. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Figuur 2: Vergelijking van drie IP-injectiemethoden bij volwassen zebravissen. (A) Schema's van drie IP-injectiemethoden. (i-iii) Getoond worden schema's van de klassieke IP-injectie (methode I), alternatieve IP-injectie (methode II) en de nieuwe methode (methode III). Pijlen geven de penetratieplaatsen en de hoek van de naald aan voor drie injectiemethoden. Gestippelde pijl, een mislukte hoek van naaldpenetratie. Schaalbalk: 5 mm. (iv-vi) Verkleinde lichaamsgrootte en gebogen lichaamsvorm in DIC-modellen. Afgebeeld zijn representatieve vissen van DIC-vissen op 56 dpi. (B) Vergelijking van de overlevingscurven tussen drie IP-injectiemethoden. Het aantal overlevende vissen werd wekelijks geregistreerd. (Het experiment begon met een totaal van n = 15). (C) Beoordeling van de hartfunctie van vissen bij 56 dpi na Dox-stress. n = 6 vissen in de 1x HBSS-controlegroep, en het experiment begon met een totaal van n = 15 vissen in elke 3 batches geïnjecteerd met Dox. Waarden worden weergegeven als het gemiddelde ± standaardfout. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Figuur 3: Methode III maakt het mogelijk om het DIC-model van de zebravis consistent vast te stellen in de handen van 3 verschillende onderzoekers. (A) Overlevingscurves van DIC-vissen met behulp van methode III door drie verschillende onderzoekers. Bij alle drie de onderzoekers werd een hoog overlevingspercentage opgemerkt. De aantallen levende vissen worden wekelijks geregistreerd. Een laag overlevingspercentage werd opgemerkt voor onderzoeker II wanneer een niet-succesvolle methode III werd gebruikt (45° naaldpenetratiehoek, zoals weergegeven door een gestippelde pijl in figuur 2A). (B) Beoordeling van de hartfunctie van DIC-vissen met behulp van methode III door drie verschillende onderzoekers. In totaal gebruikte Researcher II, voor een naaldpenetratiehoek van 45°, 3 batches (9, 12, 14) vissen voor Dox-injectie. Voor een penetratiehoek van de naald met een hoek van 0° n = werden 6 vissen gebruikt in de 1x HBSS als gedeelde controlegroep. Het experiment begon met een totaal van n = 85 vissen met RII (9, 12, 14), RIII (8, 6, 6) en RIV (12, 18) gebruikt in elk van de 8 batches geïnjecteerd met Dox door respectievelijk drie onderzoekers (II, III, IV). Waarden worden weergegeven als het gemiddelde ± standaardfout. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Figuur 4: Methode III maakt het mogelijk om meerdere injecties met Dox toe te dienen in een volwassen zebravis, waarbij chronische DIC-modellen bij knaagdieren worden samengevat. (A) Schema's van het model voor meervoudige injecties. 5 μg/g Dox (5 μL) werd geïnjecteerd in vier opeenvolgende weken. (B) Het chronische DIC-model vertoont een verlaagd EF% bij 56 dpi. Waarden worden weergegeven als het gemiddelde ± standaardfout. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.