Name: Levering van antilichamen in de Muriene hersenen via convectie-verbeterde levering (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-07-18T13:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 22 s
Description: Leer convectie-verbeterde levering van antilichamen in het muizenbrein. Deze methode omzeilt de bloed-hersenbarrière met minimaal weefselletsel en reflux voor gerichte neurologische therapie.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Dit werk werd gesteund door subsidies van de Universiteit van Zürich (FK-15-057), de Novartis Foundation voor medisch-biologisch onderzoek (16C231) en Zwitsers kankeronderzoek (KFS-3852-02-2016, KFS-4146-02-2017) aan Johannes vom berg en brug proof of concept (20B1-1 _177300) naar Linda Schellhammer.

Alle hier beschreven methoden zijn goedgekeurd door het Zwitserse kantonnale Veterinair Bureau onder licentienummer ZH246/15.
1. voorbereiding van de stap catheters
<ol><li>Bereiding van een gesmolten silica slang voor de stap van de katheter
	<ol>
<li>Snijd de gesmolten silica capillaire met inwendige diameter van 0,1 mm en wanddikte van 0,0325 mm buis tot een lengte van 30 mm.</li>
		<li>Bekijk de slang voor scheuren en hitte polijsten de uiteinden met behulp van een microforge om ervoor te zorgen dat de slang openingen een glad oppervlak hebben.</li>
	</ol></li>
	<li>Fixatie van de binnenbuis in een metalen naald
	<ol>
<li>Monteer een 27 G naald op een injectiespuit van 10 μL en plaats de spuit in een stereotactische robot.</li>
		<li>Beweeg de spuit met behulp van de robot over een hard oppervlak en raak deze aan met de naaldpunt. Deze positie moet worden genoteerd of opgeslagen in de software, omdat het zal dienen als een referentie oppervlak voor het instellen van de lengte van de katheter stap.</li>
		<li>Verhoog de naald om het plaatsen van de gesmolten silica capillaire binnenkant van de naald in te schakelen</li>
		<li>Plaats het gesmolten silica capillair in de naald zodanig dat 20 mm van het capillair uitsteekt van de naald.</li>
		<li>Verdeel met een pipet gelijkmatig 2 μL hoge viscositeit Cyanoacrylaat lijm over het capillair, beginnend bij de metalen naald en afwerking 10 mm boven het onderste uiteinde van het capillair, zoals afgebeeld in Figuur 2.</li>
		<li>Gebruik de stereotactische robot om de naald te verlagen tot de punt van de metalen naald 1 mm over het referentie oppervlak is. Op deze manier de gesmolten silica capillair zal worden vastgesteld in de metalen naald en zal een 1 mm stap van de punt van de metalen naald te vormen. Verwijder overtollige lijm vormen aan het uiteinde van de metalen naald om te voorkomen dat de stap wordt afstomend.</li>
		<li>Wacht 15 min voor de lijm te harden en verwijder de spuit met de katheter van de stereotactische robot. Bevestig dat bij de stap alle overtollige lijm is verwijderd door het controleren van de punt van de katheter onder een microscoop.</li>
	</ol></li>
	<li>Het testen van de stap katheter met behulp van een blok van agarose
	<ol>
<li>Bereid 0,6% agarose oplossing in PBS in een conventionele gelbak en wacht tot het polymeriseert. Snijd de agarose in ongeveer 20 mm x 20 mm blokken. Houd tot het gebruik de blokken ondergedompeld in PBS.</li>
		<li>Vul handmatig de stap katheter spuit met 10 μL van 0,4% oplossing van gefilterd trypaan blauw.</li>
		<li>Verdeel met behulp van de stereotactische robot 1 μL bij 0,2 μL/min om de verzegeling van de stap van de katheter tijdens de fixatie procedure te beoordelen. Trypaanse blauwe oplossing moet alleen zichtbaar zijn op de punt van de katheter. Veeg het af met een papieren tissue.</li>
		<li>Plaats het agarose-blok in de stereotactische robot en Kalibreer de robot zodat de punt van de katheter wordt verwezen naar het oppervlak van het agarose-blok.</li>
		<li>Program meer de injectie parameters voor CED.<ol>
<li>Gebruik voor het injectievolume van 5 μL de volgende stappen: 1 μL bij 0,2 μL/min, vervolgens 2 μL bij 0,5 μL/min en 2 μL bij 0,8 μL/min. pas het uiteindelijke injectievolume aan volgens het specifieke experimentele plan door de duur van elk van de stappen proportioneel te wijzigen.</li>
			<li>Om de oplossing te injecteren in Murine caudaat Putamen (striatum), voert u een dergelijke injectie uit in een positie van 1 mm frontale en 1,5 – 2 mm laterale van bregma op de diepte van 3,5 mm.</li>
			<li>Na de injectie, laat de katheter op zijn plaats voor 2 min en vervolgens intrekken op 1 mm/min om te zorgen voor een goede dispersie van de vloeistof in de hersenen en afdichting van het injectiekanaal tijdens het verwijderen van de katheter. Opmerking: Afhankelijk van de specifieke stereotactische robot gebruikt, kunnen alle parameters worden geprogrammeerd in een enkel script. Een voorbeeldscript is beschikbaar als <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/59675/CED_5_ul_striatum.txt" target="_blank">aanvullend materiaal.</a>.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Start de CED-procedure en Injecteer 5 μL trypan Blue-oplossing in het agarose-blok.</li>
		<li>Beoordeel de vorm van de wolk van trypan blauw in de agarose en potentiële lekkage langs de katheter tractus. Trypaan blauw moet een ellipsoïde of een ronde wolk vormen met het middelpunt rond de tip van de katheter en een diameter van ten minste 1 mm. Geen grote terugstroming over de punt van de metalen naald moet zichtbaar zijn.</li>
		<li>Plaats een nieuw agarose-blok en start een tweede injectie van 1 μL bij 0,2 μL/min om de verstopping van de katheter met de agarose te beoordelen. Trypan Blue moet opnieuw beginnen met het vormen van een wolk vanaf de punt van de katheter onmiddellijk na het begin van de injectie.</li>
		<li>Bepaal of het overgebleven volume in de spuit overeenkomt met 3 μL. Eventuele variaties kunnen wijzen op een lekkage van vloeistof door de katheter montage of de zuiger van de spuit.</li>
		<li>Als alle test injecties succesvol zijn, de katheter goed verzegeld, recht en geen trypan blauwe oplossing wordt waargenomen vanaf andere plekken dan de katheter tip, was de katheter met gedeïoniseerd H2o (DH2o) totdat er geen sporen van trypan blauw zichtbaar zijn en spoel dan tien keer als volgt: 70% ethanol en 100% ethanol, gevolgd door spoeling met 70% ethanol en schoon gedeïoniseerd water.</li>
		<li>Bewaar de katheter onder droge omstandigheden.</li>
	</ol></li>
</ol>2. convectie-verbeterde levering van antilichaam oplossing in de Muriene hersenen
Opmerking: Afhankelijk van de lokale dierenwelzijns regelgeving kunnen voor deze procedure verschillende soorten anesthetica, analgetica en antibiotica worden toegepast. Dit protocol beschrijft het gebruik van injectie anesthesie. Inhalatie anesthetica zoals Isofluraan kunnen ook worden gebruikt door een neusmasker op het stereotactische frame te monteren. Daarnaast raden we aan om antibiotica toe te voegen aan het drinkwater voor infectie profylaxe.
<ol><li>Chirurgische installatie
	<ol>
<li>Anesthetica en tegengif oplossingen voorbereiden. Muizen kunnen veilig worden verdooerd met behulp van een drie-component anesthesie met fentanyl (0,05 mg/kg), midazolam (5 mg/kg) en Medetomidine (0,5 mg/kg) verdund in steriele dH2O. We voeren een twee stappen Wake up procedure met behulp van twee tegengif oplossingen, één bevattende flumazenil (0,5 mg/kg) en buprenorfine (0,1 mg/kg) in steriele dH2O (eerste tegengif oplossing). De tweede bevat atipamezol (2,5 mg/kg) in steriele dH2O (tweede tegengif oplossing).</li>
		<li>Bereiding van de analgesie oplossing met carprofen (5,667 mg/kg) verdund met steriele dH2O.</li>
		<li>Reinig het stereotactische frame, verwarmingskussen en elementen van de stereotactische robot. Houd er rekening mee dat niet alle onderdelen van de robot kunnen worden gereinigd zonder gevaar voor beschadiging. Raadpleeg de handleiding van de robot voor meer informatie over reiniging en voorbereiding voor gebruik.</li>
		<li>Monteer de spuit met de stap katheter en spoel deze meerdere malen af met dH2o, 70% ethanol en 100% ethanol, gevolgd door spoeling met 70% ethanol en DH2o. Spoel ten slotte de spuit met PBS of andere buffers die moeten worden gebruikt voor de bereiding van de oplossing voor intracraniële injectie, bijvoorbeeld kunstmatige cerebrospinale vloeistof. De zuiger van de spuit moet soepel en vrij bewegen tijdens de hele procedure.</li>
		<li>Kalibreer de stereotactische robot software met het stereotactische frame.</li>
		<li>Test de stereotactische robot software door ervoor te zorgen dat de robotarmen vrij bewegen en dat de injectiepomp goed is aangesloten en de CED-procedure zonder enige verstoring kan uitvoeren. Dit omvat het testen van de robot beweging, het inbouwen van de injectie, het controleren van de 2 min wachtende stap en de snelheid van de katheter terugtrekking. Alle parameters moeten voldoen aan de voorgeprogrammeerde CED-procedure zoals beschreven in punt 1.3.5.</li>
		<li>Steek de boor in de boor. Het wordt aanbevolen om de boorijzers te steriliseren voor gebruik.</li>
		<li>Bereid antilichaam oplossing met behulp van PBS of andere bufferoplossingen zoals aCSF. 1 tot 20 μg antilichaam in 5 μL kan in één enkele procedure worden geïnjecteerd. Andere volumes en eiwit bedragen moeten worden getest voordat het experiment wordt uitgevoerd. Houd er rekening mee dat het gebruik van oplossingen met hoge viscositeit kan leiden tot verstopping van de katheter.</li>
		<li>Laad de spuit handmatig met het verdunde antilichaam.</li>
	</ol></li>
	<li>Antilichaam injectie door CED in striatum
	<ol>
<li>Weeg de muis en Injecteer de drie-componenten anesthesie oplossing in het peritoneum volgens het lichaamsgewicht. Noteer de injectie tijd. Breng de muis over naar een aparte kooi die wordt verwarmd met een verwarmingskussen.</li>
		<li>Let op de muis om te bepalen wanneer de sedatie begint. Zodra de muis stopt met bewegen, breng oftalmische zalf op de ogen om het hoornvlies te beschermen tegen uitdroging tijdens de operatie. Volledige sedatie begint meestal 10 – 15 min van de injectie van de drie-componenten anesthesie oplossing.</li>
		<li>Controleer pijn reacties met behulp van de pinch-reflex test om volledige anesthesie van het dier te garanderen.</li>
		<li>Scheer het hoofd met een haar trimmer.</li>
		<li>Desinfecteer de huid met wattenstaafjes gedrenkt in jodiumoplossing. Scrub de huid drie keer in cirkelvormige beweging.</li>
		<li>Maak met behulp van een scalpel een 10 mm huid incisie langs de craniale middellijn afwerking op het oogniveau.</li>
		<li>Bevestig de muis in het Stereotactisch frame met behulp van de neusklem en oorstangen. Zorg ervoor dat het schedel oppervlak horizontaal en stevig is vastgezet. Afgezien van de juiste anatomische navigatie is dit ook cruciaal om het kantelen van de schedel tijdens het boren en de CED-procedure te voorkomen.</li>
		<li>Plaats de spuit in de stereotactische robot.</li>
		<li>Synchroniseer de boor met de punt van de katheter op een referentiepunt. Het is van cruciaal belang dat de relatie tussen de positie van de boor en de spuit precies in de software wordt bepaald, zodat de injectie kan worden uitgevoerd in de gewenste anatomische regio van de hersenen.</li>
		<li>Trek de huid aan met behulp van een tang en lokaliseer bregma op het schedel oppervlak.</li>
		<li>Referentie bregma in de software met behulp van de punt van de boor.</li>
		<li>Beweeg de boor naar een positie 1 mm frontale en 2 mm laterale van bregma en boor een Braam gat. Zorg ervoor dat u de dura mater niet beschadigt.</li>
		<li>Beweeg de spuit over het Braam gat.</li>
		<li>Doseer 0,5 – 1 μL van de spuit om er zeker van te zijn dat er geen luchtbellen in de katheter achterblijven.</li>
		<li>Start het CED-programma zoals beschreven in punt 1.3.5. Observeer het schedel oppervlak voor alle sporen van vloeibare terugstroming vanaf de injectieplaats. Controleer de ademhalingssnelheid van het dier.</li>
		<li>Zodra het CED-programma voorbij is en de katheter uit de hersenen wordt gehaald, start u de injectiepomp op 0,2 μL/min om te controleren of de katheter verstopt is tijdens het CED. Als er geen verstopping is opgetreden, moet u onmiddellijk een druppeltje injectie mengsel zien dat afkomstig is van de tip van de katheter.</li>
		<li>Voordat u de katheter opnieuw gebruikt of opslaat, onderzoekt u de katheter stap visueel op tekenen van beschadiging of slijtage onder een microscoop en reinig deze zoals in stap 1.3.10.</li>
	</ol></li>
	<li>Wakker procedure
	<ol>
<li>Verwijder voorzichtig de muis uit het stereotactische frame.</li>
		<li>Was de operatieplaats met steriele zoutoplossing.</li>
		<li>Met behulp van een tang, vul het Braam gat met bot wax.</li>
		<li>Sluit de huid met een dun getipt Tang en breng een chirurgische lijm aan met een pipet van 10 μL over de snede. Wacht 15 – 30 s voor de lijm te polymeriseren.</li>
		<li>Breng analgesie oplossing aan via subcutane injectie. Noteer het tijdstip van de injectie.</li>
		<li>Breng de eerste tegengif-oplossing aan. Noteer het tijdstip van de injectie.</li>
		<li>Breng de muis over naar een aparte kooi met een verwarmingskussen en bewaak het dier voor schrikreactie reflexen.</li>
		<li>Als de muis niet volledig bewusteloosheid heeft gekregen 15 min na toediening van de eerste antidotum oplossing, breng de tweede antidotum oplossing door subcutane injectie.</li>
		<li>Bewaak dieren tijdens de herstelfase.</li>
		<li>Check 1 – 2 h later en de volgende dag voor postoperatieve complicaties. Indien nodig, opnieuw aanbrengen van de analgesie.</li>
		<li>Voor infectie profylaxe, voeg sulfadoxine (eindconcentratie 0,08% w/v) en trimethoprim (eindconcentratie 0,016% w/v) toe aan drinkwater waarop de dieren gedurende 1 week na de operatie toegang hebben tot ad libitum.</li>
	</ol></li>
</ol>

<ol><li>Scherrmann, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Drug+delivery+via+the+blood-brain+barrier%5BTitle%5D)+AND+%22Vascular+Pharmacology%22%5BJournal%5D)">Drug delivery via the blood-brain barrier.</a> Vascular Pharmacology. 38 (6), 349-354 (2002).</li>
<li>Barua, N. U., Gill, S. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Convection-enhanced+drug+delivery%3A+prospects+for+glioblastoma+treatment%5BTitle%5D)+AND+%22CNS+Oncology%22%5BJournal%5D)">Convection-enhanced drug delivery: prospects for glioblastoma treatment.</a> CNS Oncology. 3 (5), 313-316 (2014).</li>
<li>Bobo, R. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Convection-enhanced+delivery+of+macromolecules+in+the+brain%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences+of+the+United+States+of+America%22%5BJournal%5D)">Convection-enhanced delivery of macromolecules in the brain.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 91 (6), 2076-2080 (1994).</li>
<li>Morrison, P. F., Laske, D. W., Bobo, H., Oldfield, E. H., Dedrick, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-flow+microinfusion%3A+tissue+penetration+and+pharmacodynamics%5BTitle%5D)+AND+%22American+Journal+of+Physiology%22%5BJournal%5D)">High-flow microinfusion: tissue penetration and pharmacodynamics.</a> American Journal of Physiology. 266 (1 Pt 2), R292-R305 (1994).</li>
<li>Zhou, Z., Singh, R., Souweidane, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Convection-Enhanced+Delivery+for+diffuse+intrinsic+pontine+glioma+treatment%5BTitle%5D)+AND+%22Current+Neuropharmacology%22%5BJournal%5D)">Convection-Enhanced Delivery for diffuse intrinsic pontine glioma treatment.</a> Current Neuropharmacology. 15 (1), 116-128 (2017).</li>
<li>Barua, N. U., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intrastriatal+convection-enhanced+delivery+results+in+widespread+perivascular+distribution+in+a+pre-clinical+model%5BTitle%5D)+AND+%22Fluids+and+Barriers+of+the+CNS%22%5BJournal%5D)">Intrastriatal convection-enhanced delivery results in widespread perivascular distribution in a pre-clinical model.</a> Fluids and Barriers of the CNS. 9 (1), 2(2012).</li>
<li>Shoji, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Local+convection-enhanced+delivery+of+an+anti-CD40+agonistic+monoclonal+antibody+induces+antitumor+effects+in+mouse+glioma+models%5BTitle%5D)+AND+%22Neuro-Oncology%22%5BJournal%5D)">Local convection-enhanced delivery of an anti-CD40 agonistic monoclonal antibody induces antitumor effects in mouse glioma models.</a> Neuro-Oncology. 18 (8), 1120-1128 (2016).</li>
<li>Souweidane, M. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Convection-enhanced+delivery+for+diffuse+intrinsic+pontine+glioma%3A+a+single-centre%2C+dose-escalation%2C+phase+1+trial%5BTitle%5D)+AND+%22The+Lancet+Oncology%22%5BJournal%5D)">Convection-enhanced delivery for diffuse intrinsic pontine glioma: a single-centre, dose-escalation, phase 1 trial.</a> The Lancet Oncology. , (2018).</li>
<li>Zhang, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Targeting+immune+checkpoints+in+malignant+glioma%5BTitle%5D)+AND+%22Oncotarget%22%5BJournal%5D)">Targeting immune checkpoints in malignant glioma.</a> Oncotarget. 8 (4), 7157-7174 (2017).</li>
<li>Barua, N. U., Gill, S. S., Love, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Convection-enhanced+drug+delivery+to+the+brain%3A+therapeutic+potential+and+neuropathological+considerations%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Pathology%22%5BJournal%5D)">Convection-enhanced drug delivery to the brain: therapeutic potential and neuropathological considerations.</a> Brain Pathology. 24 (2), 117-127 (2014).</li>
<li>Mehta, A. M., Sonabend, A. M., Bruce, J. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Convection-Enhanced+Delivery%5BTitle%5D)+AND+%22Neurotherapeutics%22%5BJournal%5D)">Convection-Enhanced Delivery.</a> Neurotherapeutics. 14 (2), 358-371 (2017).</li>
<li>Krauze, M. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reflux-free+cannula+for+convection-enhanced+high-speed+delivery+of+therapeutic+agents%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurosurgery%22%5BJournal%5D)">Reflux-free cannula for convection-enhanced high-speed delivery of therapeutic agents.</a> Journal of Neurosurgery. 103 (5), 923-929 (2005).</li>
<li>Nash, K. R., Gordon, M. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Convection+Enhanced+Delivery+of+Recombinant+Adeno-associated+Virus+into+the+Mouse+Brain%5BTitle%5D)+AND+%22Methods+in+Molecular+Biology%22%5BJournal%5D)">Convection Enhanced Delivery of Recombinant Adeno-associated Virus into the Mouse Brain.</a> Methods in Molecular Biology. 1382, 285-295 (2016).</li>
<li>Ohlfest, J. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Combinatorial+antiangiogenic+gene+therapy+by+nonviral+gene+transfer+using+the+sleeping+beauty+transposon+causes+tumor+regression+and+improves+survival+in+mice+bearing+intracranial+human+glioblastoma%5BTitle%5D)+AND+%22Molecular+Therapy%22%5BJournal%5D)">Combinatorial antiangiogenic gene therapy by nonviral gene transfer using the sleeping beauty transposon causes tumor regression and improves survival in mice bearing intracranial human glioblastoma.</a> Molecular Therapy. 12 (5), 778-788 (2005).</li>
<li>Yin, D., Forsayeth, J., Bankiewicz, K. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optimized+cannula+design+and+placement+for+convection-enhanced+delivery+in+rat+striatum%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience+Methods%22%5BJournal%5D)">Optimized cannula design and placement for convection-enhanced delivery in rat striatum.</a> Journal of Neuroscience Methods. 187 (1), 46-51 (2010).</li>
<li>Mamot, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Extensive+distribution+of+liposomes+in+rodent+brains+and+brain+tumors+following+convection-enhanced+delivery%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuro-Oncology%22%5BJournal%5D)">Extensive distribution of liposomes in rodent brains and brain tumors following convection-enhanced delivery.</a> Journal of Neuro-Oncology. 68 (1), 1-9 (2004).</li>
<li>Saito, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tissue+affinity+of+the+infusate+affects+the+distribution+volume+during+convection-enhanced+delivery+into+rodent+brains%3A+implications+for+local+drug+delivery%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience+Methods%22%5BJournal%5D)">Tissue affinity of the infusate affects the distribution volume during convection-enhanced delivery into rodent brains: implications for local drug delivery.</a> Journal of Neuroscience Methods. 154 (1-2), 225-232 (2006).</li>
<li>Oh, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Improved+distribution+of+small+molecules+and+viral+vectors+in+the+murine+brain+using+a+hollow+fiber+catheter%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurosurgery%22%5BJournal%5D)">Improved distribution of small molecules and viral vectors in the murine brain using a hollow fiber catheter.</a> Journal of Neurosurgery. 107 (3), 568-577 (2007).</li>
<li>Barua, N. U., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+novel+implantable+catheter+system+with+transcutaneous+port+for+intermittent+convection-enhanced+delivery+of+carboplatin+for+recurrent+glioblastoma%5BTitle%5D)+AND+%22Drug+Delivery%22%5BJournal%5D)">A novel implantable catheter system with transcutaneous port for intermittent convection-enhanced delivery of carboplatin for recurrent glioblastoma.</a> Drug Delivery. 23 (1), 167-173 (2016).</li>
<li>Rosenbluth, K. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Design+of+an+in-dwelling+cannula+for+convection-enhanced+delivery%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience+Methods%22%5BJournal%5D)">Design of an in-dwelling cannula for convection-enhanced delivery.</a> Journal of Neuroscience Methods. 196 (1), 118-123 (2011).</li>
<li>Debinski, W., Tatter, S. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Convection-enhanced+delivery+for+the+treatment+of+brain+tumors%5BTitle%5D)+AND+%22Expert+Review+of+Neurotherapeutics%22%5BJournal%5D)">Convection-enhanced delivery for the treatment of brain tumors.</a> Expert Review of Neurotherapeutics. 9 (10), 1519-1527 (2009).</li>
<li>MacKay, J. A., Deen, D. F., Szoka, F. C. Jr <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Distribution+in+brain+of+liposomes+after+convection+enhanced+delivery%3B+modulation+by+particle+charge%2C+particle+diameter%2C+and+presence+of+steric+coating%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Research%22%5BJournal%5D)">Distribution in brain of liposomes after convection enhanced delivery; modulation by particle charge, particle diameter, and presence of steric coating.</a> Brain Research. 1035 (2), 139-153 (2005).</li>
<li>Chen, Z. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+realistic+brain+tissue+phantom+for+intraparenchymal+infusion+studies%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurosurgery%22%5BJournal%5D)">A realistic brain tissue phantom for intraparenchymal infusion studies.</a> Journal of Neurosurgery. 101 (2), 314-322 (2004).</li>
<li>Sampson, J. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Poor+drug+distribution+as+a+possible+explanation+for+the+results+of+the+PRECISE+trial%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurosurgery%22%5BJournal%5D)">Poor drug distribution as a possible explanation for the results of the PRECISE trial.</a> Journal of Neurosurgery. 113 (2), 301-309 (2010).</li>
<li>Wick, W., Weller, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Trabedersen+to+target+transforming+growth+factor-beta%3A+when+the+journey+is+not+the+reward%2C+in+reference+to+Bogdahn+et+al.+%28Neuro-Oncology+2011%3B13%3A132-142%29%5BTitle%5D)+AND+%22Neuro-Oncology%22%5BJournal%5D)">Trabedersen to target transforming growth factor-beta: when the journey is not the reward, in reference to Bogdahn et al. (Neuro-Oncology 2011;13:132-142).</a> Neuro-Oncology. 13 (5), author reply 561-552 559-560 (2011).</li>
<li>Saito, R., Tominaga, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Convection-enhanced+delivery+of+therapeutics+for+malignant+gliomas%5BTitle%5D)+AND+%22Neurologia+Medico-Chirurgica%22%5BJournal%5D)">Convection-enhanced delivery of therapeutics for malignant gliomas.</a> Neurologia Medico-Chirurgica. 57 (1), 8-16 (2017).</li>
<li>Bedussi, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Clearance+from+the+mouse+brain+by+convection+of+interstitial+fluid+towards+the+ventricular+system%5BTitle%5D)+AND+%22Fluids+Barriers+CNS%22%5BJournal%5D)">Clearance from the mouse brain by convection of interstitial fluid towards the ventricular system.</a> Fluids Barriers CNS. 12, 23(2015).</li>
<li>Noroxe, D. S., Poulsen, H. S., Lassen, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hallmarks+of+glioblastoma%3A+a+systematic+review%5BTitle%5D)+AND+%22ESMO+Open%22%5BJournal%5D)">Hallmarks of glioblastoma: a systematic review.</a> ESMO Open. 1 (6), e000144(2016).</li>
<li>Boucher, Y., Salehi, H., Witwer, B., Harsh, G. R. t, Jain, R. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Interstitial+fluid+pressure+in+intracranial+tumours+in+patients+and+in+rodents%5BTitle%5D)+AND+%22British+Journal+of+Cancer%22%5BJournal%5D)">Interstitial fluid pressure in intracranial tumours in patients and in rodents.</a> British Journal of Cancer. 75 (6), 829-836 (1997).</li>
<li>Glushakova, O. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Prospective+clinical+biomarkers+of+caspase-mediated+apoptosis+associated+with+neuronal+and+neurovascular+damage+following+stroke+and+other+severe+brain+injuries%3A+Implications+for+chronic+neurodegeneration%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Circulation%22%5BJournal%5D)">Prospective clinical biomarkers of caspase-mediated apoptosis associated with neuronal and neurovascular damage following stroke and other severe brain injuries: Implications for chronic neurodegeneration.</a> Brain Circulation. 3 (2), 87-108 (2017).</li>
<li>Vom Berg, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Inhibition+of+IL-12%2FIL-23+signaling+reduces+Alzheimer%27s+disease-like+pathology+and+cognitive+decline%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Medicine%22%5BJournal%5D)">Inhibition of IL-12/IL-23 signaling reduces Alzheimer's disease-like pathology and cognitive decline.</a> Nature Medicine. 18 (12), 1812-1819 (2012).</li>
<li>Vom Berg, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intratumoral+IL-12+combined+with+CTLA-4+blockade+elicits+T+cell-mediated+glioma+rejection%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Experimental+Medicine%22%5BJournal%5D)">Intratumoral IL-12 combined with CTLA-4 blockade elicits T cell-mediated glioma rejection.</a> Journal of Experimental Medicine. 210 (13), 2803-2811 (2013).</li>
<li>Kurdi, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Continuous+administration+of+the+mTORC1+inhibitor+everolimus+induces+tolerance+and+decreases+autophagy+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22British+Journal+of+Pharmacology%22%5BJournal%5D)">Continuous administration of the mTORC1 inhibitor everolimus induces tolerance and decreases autophagy in mice.</a> British Journal of Pharmacology. 173 (23), 3359-3371 (2016).</li>
</ol>

Johannes vom berg wordt genoemd als uitvinder van de octrooiaanvraag (PCT/EP2012/070088) van de Universiteit van Zürich. Michal Beffinger, Linda Schellhammer en Johannes vom berg worden genoemd als uitvinders van een octrooiaanvraag (EP19166231) van de Universiteit van Zürich. De auteurs hebben geen extra financiële belangen.

Convectie-verbeterde levering, of druk-gemedieerde drug infusie in de hersenen, werd voor het eerst voorgesteld in de vroege 19903. Deze aanpak belooft perfusie van grote hersen volumes achter de bloed-hersen barrière op een gecontroleerde manier2. Echter, tot nu toe, slechts een paar klinische proeven zijn uitgevoerd met behulp van deze aanpak, deels omdat CED in een klinische Setup is gebleken technisch veeleisend zijn24,<sup class="xref...

De bloed-hersen barrière (BBB) vormt een semipermeabele grens die het centrale zenuwstelsel (CZS) scheidt van de bloedsomloop. Het CZS bereiken met Therapeutics is echter noodzakelijk in de context van verschillende ziekten, zoals hersentumoren, de ziekte van Alzheimer (AD) of de ziekte van Parkinson (PD) onder andere1. Dit wordt belangrijk bij de ontwikkeling van nieuwe therapieën, vooral als de geteste drug slechte BBB permeabiliteit vertoont of de systemische blootstelling kan leiden tot gevaarlijke toxiciteit1,2. Sommige van de klinisch gebruikte antilichamen geven beide functies weer. Een oplossing voor dit probleem zou zijn om de Therapeutics direct achter de BBB te leveren.
Convectie-verbeterde levering (CED) is een neurochirurgische techniek die een effectieve perfusie van grote hersen volumes mogelijk maakt. Dit wordt bereikt door operatief een of meer katheters in het doelgebied te installeren. Tijdens de toepassing van de drug, een drukgradiënt wordt gevormd bij de opening van de katheter, die wordt de drijvende kracht van de infusaat dispersie in het weefsel3,4. Het is dus de duur van de infusie en niet de diffusie coëfficiënten die het perfusie bereik2,4,5bepalen. Dit biedt uniforme afgifte van het infusaat over een veel groter hersenvolume in vergelijking met conventionele, diffusie gebaseerde intracerebrale injectie methoden2,6. Op hetzelfde moment, deze levering modaliteit heeft een lager risico op weefselschade2. Dienovereenkomstig kan CED een veilige en doeltreffende toediening van conventionele chemotherapeutica mogelijk maken voor de behandeling van CZS-tumoren, evenals de levering van immunomodulerende middelen of Agonistische en antagonistische antilichamen in een veelheid aan andere CZS-aandoeningen2 ,7,8,9. CED is momenteel getest in therapieën voor de ziekte van Parkinson, de ziekte van Alzheimer, evenals hoogwaardig glioom2,7,8,10,11.
Het ontwerp van de katheter en het injectie regime behoren tot de belangrijkste factoren die van invloed zijn op de uitkomst van CED 10,12,13,14,15,16. Bovendien vereist het specifieke fysisch-chemische eigenschappen van het infusaat, waaronder matige grootte van de deeltjes, een anionische lading en een laag weefsel affiniteit 10,17. Elk van deze parameters moet mogelijk worden aangepast op basis van de histologische kenmerken van de hersenregio om te worden gericht2,10,17.
Hier beschrijven we de methodologie voor het uitvoeren van een antilichaam oplossing in het caudaat Putamen (striatum) van muizen. Bovendien omvat het protocol voorbereiding van stap katheters in een laboratoriumopstelling, het testen ervan in vitro en het uitvoeren van het gdb.
Er zijn meerdere catheter ontwerpen beschikbaar in de literatuur, verschillend door de vorm van de canule, de gebruikte materialen en het aantal katheter openingen12,15,18,19,20 ,21,22. We gebruiken een stap katheter gemaakt van een gesmolten silica capillaire uitsteekt 1 mm van een Blunt end metalen naald. Dit ontwerp van de katheter kan gemakkelijk worden vervaardigd in een onderzoek laboratorium en reproduceerbare geeft goede resultaten bij het testen in vitro met agarose blokken met fysieke parameters die lijkt op hersenen parenchym in vivo23.
Bovendien implementeren we een hellend frezen-regime voor het leveren van 5 μL infusaat in vivo. In een dergelijk protocol wordt de injectiesnelheid verhoogd van 0,2 μL/min tot een maximum van 0,8 μL/min, waardoor de kans op terugvloeiing van infusaten langs de katheter en het risico op weefselbeschadiging wordt geminimaliseerd16. Met dit protocol hebben we met succes muizen met maximaal 20 μg antilichaam toegediend in 5 μL PBS in de loop van 11 min 30 s.
Het protocol kan gemakkelijk worden aangepast voor andere infusievolumes of voor het injecteren van verschillende andere stoffen, bijvoorbeeld chemotherapeutica, cytokines, virale deeltjes of liposomen2,10,14,18 ,22. In het geval van het gebruik van infusaat met drastisch verschillende fysisch-chemische eigenschappen in vergelijking met een fosfaatgebufferde zoutoplossing (PBS) of kunstmatige cerebrospinale vloeistof (aCSF) antilichamen, extra validatiestappen worden aanbevolen. Voor de katheter assemblage, validatie en CED, beschrijven we alle stappen met behulp van een stereotactische robot met een boor en injectie eenheid gemonteerd op een normale stereotactische frame. Deze procedure kan ook worden uitgevoerd met een handmatig Stereotactisch frame dat is aangesloten op een programmeerbare microinfusion-pomp die de beschreven glazen micro spuiten kan rijden.

<table><tbody><tr><td>10 &mu;L spuit</td><td>Hamilton</td><td>7635-01</td><td></td></tr><tr><td>27 G stompe naald</td><td>Hamilton</td><td>7762-01</td><td></td></tr><tr><td>Agarose</td><td>Promega</td><td>V3121</td><td></td></tr><tr><td>Atipamezol</td><td>Janssen</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Boterwas</td><td>Braun</td><td>1029754</td><td></td></tr><tr><td>Buprenorfine</td><td>Indivior Schweiz AG</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Carprofen</td><td>Pfizer AG</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Tandboortje, staal, maat ISO 009</td><td>Hager &amp; Meisinger</td><td>1RF009</td><td></td></tr><tr><td>Ethanol 100%</td><td>Reuss-Chemie AG</td><td>179-VL03K-/1</td><td></td></tr><tr><td>Fentanyl</td><td>Helvepharm AG</td><td></td><td></td></tr><tr><td>FITC-Dextran, 2000 kDa</td><td>Sigma Aldrich</td><td>FD2000S</td><td></td></tr><tr><td>Flumazenil</td><td>Labatec Pharma AG</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Formaldehyde</td><td>Sigma Aldrich</td><td>F8775-500ML</td><td></td></tr><tr><td>Hoog viscositeit cyanoacrylaatlijm</td><td>Migros</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Jodiumoplossing</td><td>Mundipharma</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Medetomidin</td><td>Orion Pharma AG</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Microforge</td><td>Narishige</td><td>MF-900</td><td></td></tr><tr><td>Midazolam</td><td>Roche Pharma AG</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Oogzalf</td><td>Bausch + Lomb</td><td>Vitamin A Blache</td><td></td></tr><tr><td>PBS</td><td>ThermoFischer Scientific</td><td>10010023</td><td></td></tr><tr><td>Polyklonaal geit anti-rat IgG (H+L) antilichaam gekoppeld met Alexa Fluor 647</td><td>Jackson Immuno</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Scalpels</td><td>Braun</td><td>BB518</td><td></td></tr><tr><td>Silica buis binnendiameter 0,1 mm, wanddikte van 0,0325 mm</td><td>Postnova</td><td>Z-FSS-100165</td><td></td></tr><tr><td>Stereotactische frame voor muizen</td><td>Stoelting</td><td>51615</td><td></td></tr><tr><td>Stereotactische robot</td><td>Neurostar</td><td>Drill and Injection Robot</td><td></td></tr><tr><td>Sucrose</td><td>Sigma Aldrich</td><td>S0389-500G</td><td></td></tr><tr><td>Topical weefselkleefstof</td><td>Zoetis</td><td>GLUture</td><td></td></tr><tr><td>Trypan blauw</td><td>ThermoFischer Scientific</td><td>15250061</td><td></td></tr><tr><td>Water</td><td>Bichsel</td><td>1000004</td><td></td></tr></tbody></table>

levering van antilichamen in de muriene hersenen via convectie-verbeterde levering

Delivery of Antibodies into the Murine Brain via Convection-enhanced Delivery

Convectie-verbeterde levering (CED) is een neurochirurgische techniek die een effectieve perfusie van grote hersen volumes mogelijk maakt met behulp van een katheter systeem. Een dergelijke aanpak biedt een veilige leveringsmethode door het passeren van de bloed-hersen barrière (BBB), waardoor behandeling met therapieën met slechte BBB-permeabiliteit of die waarvoor systemische blootstelling niet gewenst is, bijvoorbeeld, als gevolg van toxiciteit. CED vereist optimalisatie van het ontwerp van de katheter, injectie protocol en eigenschappen van het infusaat. Met dit protocol beschrijven we hoe u CED uitvoeren van een oplossing die maximaal 20 μg van een antilichaam bevat in het caudaat Putamen van muizen. Het beschrijft de voorbereiding van stap katheters, het testen in vitro en het uitvoeren van het CED in muizen met behulp van een hellend frezen injectie programma. Het protocol kan gemakkelijk worden aangepast voor andere infusievolumes en kan worden gebruikt voor het injecteren van verschillende tracers of farmacologisch actieve of inactieve stoffen, waaronder chemotherapeutica, cytokines, virale deeltjes en liposomen.

Dit protocol maakt het voorbereiden van stap katheters (Figuur 1) mogelijk voor gebruik in de CED-procedure in een laboratoriumomgeving. Om de katheters te controleren op lekkage, reflux langs het naald kanaal en verstopping, raden we aan om injecties van een kleurstof, bijvoorbeeld trypaanse blauwe oplossing, uit te voeren in een agarose-blok. Figuur 3 toont een wolk van trypaanse blauwe vorming na injectie van 1 μl bij 0,5 μL/minuut met behulp van een CED-kath...

Convectie-verbeterde levering (CED) is een methode die een effectieve levering van Therapeutics in de hersenen mogelijk maakt door directe perfusie van grote weefsel volumes. De procedure vereist het gebruik van katheters en een geoptimaliseerde injectieprocedure. Dit protocol beschrijft een methodologie voor CED van een antilichaam in een muis hersenen.

Levering van antilichamen in de Muriene hersenen via convectie-verbeterde levering

Convection-enhanced delivery (CED) is a neurosurgical technique enabling effective perfusion of large brain volumes using a catheter system. Such an ...

Dit protocol kan worden gebruikt om convectie-verbeterde levering uit te voeren bij kleine knaagdieren met behulp van een stapkathetersysteem voor de verstelbare uniforme perfusie van doelhersengebieden. Het voordeel van convectie-verbeterde levering is dat het mogelijk maakt levering van stoffen in het gebied van belang het omzeilen van de bloed-hersenbarrière met weinig weefselschade of reflux. Deze techniek is vooral nuttig voor de levering van therapeutische stoffen zoals antilichamen in de hersenen.En kan daarom worden gebruikt om veel neurologische aandoeningen te richten. Het aantonen van de procedure zal Michal Beffinger zijn, een post-doc van mijn laboratorium. Begin met het snijden van een stuk gesmolten silica capillaire buizen met een binnendiameter van 0,1 millimeter en een wanddikte van 0,325 millimeter tot een lengte van 30 millimeter.Na onderzoek van de slang voor scheuren gebruik maken van een microforge te verwarmen polijsten de uiteinden om ervoor te zorgen dat de buizen openingen hebben een glad oppervlak. Monteer vervolgens een 27-gauge naald op een 10 micro liter spuit en plaats de spuit in een stereotactische robot. Gebruik de robot om de spuit over een harde

delivery-antibodies-into-murine-brain-via-convection-enhanced

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Neurowetenschap

Grondige preklinische testen van geneesmiddelen die handelen in het centrale zenuwstelsel gaat vaak gepaard met het beoordelen en vergelijken van drugs biodistributie in associatie met specifieke routes van toediening. Hier zijn drie veel gebruikte methoden van systemische toediening (intraveneus, intraperitoneaal, en mondeling) en een methode voor lokale levering (convectie-enhanced levering) aangetoond in muizen.

Systemische en lokale Drug Delivery voor de behandeling van ziekten van het centrale zenuwstelsel in knaagdiermodellen

Dit artikel legt uit twee zeer verschillende methoden voor injectie: 1) in de hersenen (intracerebroventriculaire) en 2) systemische (intraveneus) op de therapeutische middelen te introduceren in het centrale zenuwstelsel van neonatale muizen.

Levering van therapeutische middelen door intracerebroventriculaire (ICV) en intraveneuze (IV) injectie in Muizen

The drug encapsulation enhances tumor cell specificity and reduces neurotoxicity.

Convection-Enhanced Delivery of Polyethylene Glycol-Coated Charged Liposomes into a Rat Brain Tumor

Source: Zamboni, M., et al., Induction of Leptomeningeal Cells Modification Via Intracisternal Injection. J. Vis. Exp. (2020)This video demonstrates the procedure of delivering an inducer drug into the cisterna magna of an anesthetized mouse. The injection selectively induces fluorescent marker expression in brain surface cells accessible via cerebrospinal fluid, confirmed by fluorescence imaging.

Targeted Drug Delivery in a Mouse Model via Cisterna Magna Injection

This video demonstrates a convection-enhanced delivery (CED) technique for antibody delivery into the mouse brain. The skull of an anesthetized mouse is exposed, and a burr hole is created at the target area for antibody delivery. A step catheter containing antibodies is inserted at the target site, and via an infusion pump, a pressure gradient is created to deliver antibodies at a controlled rate.

Convection-Enhanced Delivery of Antibodies into a Mouse Brain

This video demonstrates a procedure of ultrasound-assisted antibody delivery in a mouse model. Retro-orbitally injected microbubbles oscillate under ultrasound, creating a transient disruption in the blood-brain barrier, permitting labeled antibodies to enter the brain.

An Ultrasound-Assisted Delivery of Antibodies in a Mouse Model

Source: Leda, A. R., et al. Mouse Microsurgery Infusion Technique for Targeted Substance Delivery into the CNS via the Internal Carotid Artery. J. Vis. Exp. (2017)This video demonstrates a microsurgical procedure designed to facilitate the targeted infusion of a test substance into the brain via the internal carotid artery (ICA). The procedure involves precise suturing and vascular manipulation to temporarily restrict blood flow, ensuring controlled delivery. A capillary tube is inserted into...

Targeted Substance Delivery to the Mouse Brain via Infusion into the Internal Carotid Artery

Een muis model van menselijke endoscopische schedelbasis reconstructie is ontwikkeld dat een semi-permeabel interface tussen de hersenen en de neus met behulp van nasale mucosale enten creëert. Deze methode staat onderzoekers aflevering aan het centrale zenuwstelsel van hoogmoleculaire geneesmiddelen die anders zijn uitgesloten door de bloed-hersenbarrière bij systemisch toegediend bestuderen.

Heterotope Mucosal engrafting Procedure voor Direct Drug Delivery naar de hersenen in Muizen

Hier presenteren we een protocol met behulp van een muis positionerings apparaat dat de juiste plaatsing van muizen mogelijk maakt voor de intranasale toediening van een hersen gerichte peptide-siRNA-formulering die effectieve gen-uitschakeling in het centrale zenuwstelsel toelaat.

Een positionerings apparaat voor de plaatsing van muizen tijdens intranasale siRNA levering aan het centrale zenuwstelsel

Hier wordt een protocol gepresenteerd om de bloed-hersenbarrière (BBB) tijdelijk te openen, hetzij focale of door een muizenbrein om fluorescerend gelabelde antilichamen af te leveren en microglia te activeren. Ook gepresenteerd is een methode om de afgifte van antilichamen en microglia-activering door histologie te detecteren.

Levering van antilichamen in de hersenen met behulp van gerichte scanning echografie

Leer convectie-verbeterde levering van antilichamen in het muizenbrein. Deze methode omzeilt de bloed-hersenbarrière met minimaal weefselletsel en reflux voor gerichte neurologische therapie.

Levering van antilichamen in de Muriene hersenen via convectie-verbeterde levering

Meer video's verkennen