16 oktober 2013
Verlies van de oprichtende reflex heeft lang gediend als een standaard gedrags surrogaat voor bewusteloosheid, ook wel hypnose, bij proefdieren. Veranderingen in vluchtige anesthetische gevoeligheid door farmacologische middelen kunnen worden gedetecteerd met een zorgvuldig geregelde high-throughput beoordelingssysteem, dat kan worden aangepast voor levering van elke geïnhaleerde therapeutische.
Het algemene doel van deze procedure is om veranderingen in anesthetische gevoeligheid na een farmacologische interventie te evalueren. Dit wordt bereikt door eerst zorgvuldig de blootstellingskamers te controleren om een uniforme gasstroom en temperatuur te garanderen. De tweede stap is om dieren aan de kamers te laten wennen.
Vervolgens wordt de farmacologische interventie van belang uitgevoerd. De laatste stap is het beoordelen van veranderingen in anesthetische gevoeligheid door de schrijfreflex van het dier te evalueren als reactie op anesthetische blootstelling. Uiteindelijk worden schrijfreflextesten gebruikt om verschillen in anesthetische gevoeligheid aan te tonen die worden veroorzaakt door langwerkende of kortwerkende farmacologische interventies.
Hoewel dit systeem inzicht kan geven in veranderingen in anesthetische gevoeligheid bij muizen, kan het ook worden gebruikt bij verschillende diersoorten om de effecten van inhalatietherapieën te bestuderen. Het testapparaat bestaat uit 24 heldere acryl cilindrische kamers, 10 centimeter lang en vijf centimeter in diameter. Deze grootte is geschikt voor een typische volwassen muis van 25 gram.
Elke kamer heeft aan beide uiteinden een poort voor gasinlaat en -uitlaat. Het uitlaatgedeelte is afgesloten met rubberen pakkingen om het gemakkelijk te verwijderen. Voor het plaatsen van dieren monteert u elke kamer op een rek die in een waterbad staat.
Plaats het rek zodat alleen het onderste gedeelte van de kamers onder water komt. Een steun aan de achterkant van de kamer zorgt voor stabiliteit en houdt de kamers horizontaal, waardoor elke kamer gelijkmatig contact maakt met het bad. Nadat u een zuurstoftank hebt aangesloten op een verdamper en stromingsmeter met polyethyleenbuis, verdeelt u de buis in 25 kleine diameterweerstanden van gelijke lengte.
Dit zorgt ervoor dat gelijke stroom naar elke kamer wordt geleid wanneer deze is aangesloten. Vervolgens verbindt u de vacuümleidingen die elke kamer verlaten aan de tegenovergestelde kant van de gasinlaat. De vacuümleidingen komen samen in een manifold om verbinding te maken met een in-house zuigleiding.
Een ontluchtingsklep langs de hoofdvacuümleiding zorgt voor atmosferische drukcondities in elke kamer. Nadat alles is aangesloten, vult u het bad met voldoende water om de bodem van elke kamer volledig te bedekken. Schakel de pomp in om het water te laten circuleren en een constante temperatuur van 37 graden Celsius te handhaven.
Voordat u doorgaat met testen, worden de kamers onderzocht op lekken en goede luchtstroom. Stel eerst de zuurstof in op een snelheid van vijf liter per minuut. Dompel elke kamer onder in water en kijk naar bubbels of waterinstroming, beide zijn indicatief voor lekken.
Vervang eventuele lekkende kamers voordat u met het experiment begint. Verbind voor elke kamer een stromingsmeter van 500 milliliter per minuut in de lijn vóór de kamer om ervoor te zorgen dat de stromingen over elke lijn zijn uitgebalanceerd. Elke kamer die niet de verwachte stroming ontvangt, moet worden gecontroleerd op obstructies in de buis.
Ten slotte kalibreert u de agentenanalyse om een lezing van 0,0% isofluorine te verzekeren wanneer 100% zuurstof een week vóór de habituatie stroomt. Transponders worden geïmplanteerd om de lichaamstemperatuur tijdens het testen bij te houden. Nadat de juiste anesthesiediepte is bereikt, steriliseert u het dorsale nekgebied met Betadine.
Gebruik vervolgens een steriele naald om de temperatuurtransponders subcutaan tussen de schouderbladen te injecteren. Controleer dagelijks de injectieplaats op infectie en migratie van de transponder. Vier dagen voor de eerste beoordeling worden alle testdieren aan de kamers gewend om de effecten van stress door een nieuwe omgeving te verminderen.
Om dit te doen, plaatst u een dier in elke kamer met 100% zuurstof dat twee uur stroomt. Herhaal deze blootstelling dagelijks tot het testen. Na vier dagen van huisvesting begint de testdag met blootstelling aan de farmacologische interventie van belang.
Deze interventie kan een stereotactische injectie in een specifiek hersengebied zijn, een intraveneuze injectie of een intraperitoneale injectie voor farmacologische interventies. Bij een lange duur van de werking wordt een stapsgewijze bepaling van anesthetische gevoeligheid uitgevoerd. Begin met testen door elk dier in individuele kamers te plaatsen met 100% zuurstof dat stroomt zodra alle dieren op hun plaats zijn.
Stel de isofluorineconcentratie in op 0,4% gedurende 15 minuten. Tijdens de laatste twee minuten van deze periode, beoordeelt u de schrijfreflex van elk dier door de kamer voorzichtig te rollen totdat de muis op zijn rug ligt. De schrijfreflex wordt als intact beschouwd als de muis alle poten weer op de bodem van de kamer kan leggen.
Binnen twee minuten noteert u de staat van de schrijfreflex voor elke muis en scant u elke muis voor temperatuurgegevens. Verhoog vervolgens de isofluorineconcentratie met ongeveer 0,05% gedurende 15 minuten en beoordeel de schrijfreflex zoals eerder aangegeven. Blijf de anesthetische concentratie verhogen totdat alle dieren hun schrijfreflex hebben verloren.
Optioneel kan anesthetische emergentie worden gemeten door de stapsgewijze schrijfreflexbeoordeling te herhalen terwijl de anesthesieconcentratie naar beneden wordt getitreerd. Om het experiment te beëindigen, zet u de isofluorine uit en spoelt u het hele systeem gedurende 15 minuten met 100% zuurstof voor interventies met een kortere duur. De tijd tot emergentietest wordt uitgevoerd.
Nadat elk dier in individuele kamers is geplaatst met 100% zuurstof dat stroomt, stelt u de isofluorineconcentratie in op 1,2%. Na enkele minuten van anesthesieblootstelling rolt u elke kamer voorzichtig totdat elke muis op zijn rug blijft liggen. Bevestig het verlies van de schrijfreflex en houd de isofluorineconcentratie gedurende 30 minuten tot een uur op 1,2%, afhankelijk van de verwachte duur van de actie van de acute interventie. Nadat u de isofluorinetoevoer hebt uitgeschakeld, stroomt
Bekijk het volledige transcript en krijg toegang tot duizenden wetenschappelijke video's
Deze studie evalueert veranderingen in de anesthesiegevoeligheid bij laboratoriumdieren na farmacologische interventies. De methodologie omvat het beoordelen van de rightingreflex als gedragsindicator van bewusteloosheid, wat kan worden aangepast voor diverse geïnhaleerde therapeutica.
Het beoordelen van de gevoeligheid voor vluchtige anesthetica in preklinische modellen maakt mechanisch risicobeheer van CNS-gerichte verbindingen mogelijk door effecten op hypnotische toestanden te kwantificeren. Dit high-throughput systeem ondersteunt targetvalidatie en fenotypische screening in de vroege ontdekkingsfase door reproduceerbare, kwantitatieve gedragsmatige read-outs te leveren. Het informeert go/no-go-beslissingen door farmacologische interventies te koppelen aan functionele veranderingen in de anesthetische respons, waardoor biologische risico's in een laat stadium van de ontwikkeling van neuropsychiatrische geneesmiddelen worden verminderd.
De methode integreert in workflows voor ontdekkingsbiologie door een hypothesegestuurde beoordeling van de anesthesiegevoeligheid na farmacologische interventie mogelijk te maken, waardoor een brug wordt geslagen tussen doelwitmodulatie en functionele output.