Een Murine Staart Lymfoedeem Model
10 februari 2021
Lymfoedeem is zwelling van de extremiteit veroorzaakt door lymfatische disfunctie. We beschrijven een chronisch muizenstaartmodel van lymfoedeem en het nieuwe gebruik van weefselnanotransfectietechnologie (TNT) voor genetische ladingafgifte aan de staart.
Lymfoedeem is een chronische aandoening zonder genezing. Het treft een derde van de patiënten die een oksellymfeklieroperatie en bestraling hebben gehad bij de behandeling van borstkanker. Het hebben van een geldig diermodel vergemakkelijkt het begrijpen van het mechanisme en de ontwikkeling van nieuwe behandelingsstrategieën.
Het muisstaartmodel van lymfoedeem is betrouwbaar en reproduceerbaar met het snelle begin. Het vertoont histologische veranderingen die consistent zijn met menselijk lymfoedeem. De procedure wordt gedemonstreerd door Dr. Ganesh Mohan, een postdoctoraal van mijn laboratorium.
Plaats om te beginnen de acht weken oude verdoofde muis sternaal en maak de staart voor met 70% isopropylalcohol. Gebruik een remklauw om de staartdiameter te meten in stappen van vijf millimeter vanaf 20 millimeter vanaf de basis van de staart. Markeer een drie millimeter omtrekkende excisie op de staart op 20 millimeter van de basis.
Voer onder chirurgische microscopische vergroting een nauwgezette huidexcisie van drie millimeter volledige dikte uit, waarbij alle onderliggende vasculatuur intact blijft. Inciseer het superieure omtrekmerk eerst door de dermis, gevolgd door een omtrekkende incisie van volledige dikte drie millimeter distale tot de eerste incisie. Maak een loodrechte verticale incisie van volledige dikte om de twee incisies te verbinden, gebruik vervolgens een getande fijne pick-up om een voorrand vast te pakken en ontleed diep in het avasculaire vlak naar de dermis en oppervlakkig naar de ader adventitia met een microschaar.
Injecteer 0,1 milliliter van 1% isosulfanblauw subcutaan proximaal tot aan de punt van de staart. Identificeer de twee lymfekanalen die blauw lijken als gevolg van de injectie naast de laterale staartaderen. Transect de lymfevaten zorgvuldig en ontleed een vlak tussen de laterale ader en de lymfe met een rechte microchirurgische schaar.
Passeer de punt van een schaarblad tussen het lymfevat en de laterale ader en sluit de messen om het lymfevat te transecteren. Als je klaar bent, kleed je de staartwond aan met een steriele aanhang duidelijke adressering. Dien indocyaninegroen 0,1 milliliter subcutaan toe in de distale muizenstaart bij de punt.
Dim de kamerverlichting en plaats vervolgens nabij-infraroodlaserangiografie in bufferende instelling en voer live beeldvorming uit. Na toediening van isosulfanblauw in de staartpunt vertoonden de lymfevaten een blauwe kleur. De lymfevaten werden verstoord terwijl aangrenzende laterale aderen bewaard bleven.
De progressieve zwelling en aanhoudend aanhoudend lymfoedeem in de muizenstaart na lymfoedeeminductie wordt hier getoond. Het muizenstaartvolume, zoals berekend door een afgeknotte kegelvergelijking, piekte in week vier en plateaude naar week zes, gevolgd door een geleidelijke verbetering die werd voortgezet tot week 15. Hoge resolutie laser spikkelcontrast beeldvorming werd gedaan om muisstaartperfusie te bevestigen in het lymfoedeemstaartmodel met gewonde laterale aderen en intacte laterale aderen voor beoordeling van de staartvasculatuurdoorgankelijkheid.
Nabij-infraroodlaserlymfangiografie toonde preoperatieve intacte lymfevaten en geen ICG-transit voorbij de chirurgische plaats postoperatief, waardoor werd bevestigd dat zwelling werd veroorzaakt door lymfatische disfunctie. De efficiëntie van genetische ladingafgifte met behulp van weefselnanotransfectietechnologie werd aangetoond door fluoresceïne-amidiet gelabeld DNA aan de muizenstaart af te leveren. Het gebruik van aanpassingen voor het muisstaartlymfedeemmodel en ICG nabij-infraroodlaserangiografie is een klinisch vertaalbaar en opwindend diermodel met behandelingsimplicaties.
Bekijk het volledige transcript en krijg toegang tot duizenden wetenschappelijke video's
Overzicht
Deze studie presenteert een chronisch muizenstaartmodel voor lymfoedeem, een aandoening die wordt gekenmerkt door zwelling van de extremiteiten als gevolg van lymfatische dysfunctie. Het onderzoek belicht het innovatieve gebruik van weefsel-nanotransfectietechnologie (TNT) voor het afleveren van genetisch materiaal in de aangedane staart.
Belangrijkste componenten van de studie
Wetenschappelijk vakgebied
- Neurowetenschappen
- Biologie
- Regeneratieve geneeskunde
Achtergrond
- Lymfoedeem is een chronische aandoening waarvoor geen genezing bestaat en die veel patiënten treft na een operatie voor borstkanker.
- Een betrouwbaar diermodel is essentieel voor het begrijpen van de mechanismen en het ontwikkelen van behandelstrategieën.
- Het muizenstaartmodel vertoont histologische veranderingen die vergelijkbaar zijn met humaan lymfoedeem.
- Deze studie heeft tot doel de procedure en de implicaties hiervan voor de behandeling te demonstreren.
Doel van de studie
- Om een reproduceerbaar muismodel van lymfoedeem te vestigen.
- Om TNT te benutten voor effectieve aflevering van genetische lading.
- Om het potentieel van het model voor toekomstige therapeutische toepassingen te beoordelen.
Gebruikte methoden
- Voorbereiding van de muizenstaart en chirurgische excisietechnieken.
- Injectie van isosulfanblauw om lymfevaten te visualiseren.
- Gebruik van nabij-infrarood laserangiografie voor live imaging van lymfevaten.
- Beoordeling van veranderingen in staartvolume en vasculaire openheid in de loop van de tijd.
Belangrijkste Resultaten
- Het model vertoonde progressieve zwelling en aanhoudend lymfoedeem.
- Beeldvorming met hoge resolutie bevestigde de integriteit van de aangrenzende venen.
- TNT leverde succesvol genetisch materiaal af in de staart.
- Het model vertoont potentieel voor klinische vertaling in de behandeling van lymfoedeem.
Conclusies
- Het muizenstaartmodel is een valide instrument voor het bestuderen van lymfoedeem.
- TNT biedt een nieuwe benadering voor genetische interventies.
- Dit onderzoek plaveit de weg voor toekomstige therapeutische strategieën bij de behandeling van lymfoedeem.
Veelgestelde vragen
Relevantie voor de Industrie
Het vaststellen van betrouwbare preklinische modellen voor lymfatische dysfunctie is cruciaal voor het verminderen van risico's bij de validatie van therapeutische doelwitten voor lymfoedeem, een aandoening met een aanzienlijke onvervulde medische behoefte. Dit chronische muizenstaartmodel voor lymfoedeem ondersteunt een langdurige fenotypebeoordeling over 15 weken, waardoor een longitudinale evaluatie van de effectiviteit van interventies mogelijk is. De integratie van functionele beeldvorming en weefselnanotransfectietechnologie vergroot de translationele relevantie door mechanistische studies en gerichte aflevering van genetische payloads in een vasculair intact systeem te faciliteren.
Strategische toepassingen in biofarmaceutisch R&D
Vroege Ontdekking & Targetvalidatie
- Wetenschappelijke waarde: Maakt het mogelijk om lymfestelsel-specifieke therapeutische hypothesen te onderzoeken door middel van een aanhoudende inductie van lymfoedeem zonder vasculaire compromittering.
- Operationele waarde: Biedt een reproduceerbaar platform voor het valideren van targets die betrokken zijn bij lymfangiogenese, vloeistofhomeostase en fibrose-routes.
- Voorspellende waarde: Ondersteunt mechanische risicoreductie door het modelleren van een mensachtige histologische progressie, inclusief adipose accumulatie en fibrose.
Screening & Assay-ontwikkeling
- Wetenschappelijke waarde: Faciliteert de ontwikkeling van kwantitatieve assays voor de lymfatische functie met behulp van indocyaninegreen nabij-infrarood lymfangiografie voor real-time read-outs.
- Operationele waarde: Maakt standaardisatie van perfusebeoordeling mogelijk via laser speckle contrast imaging met hoge resolutie om de arteriële en veneuze integriteit te bevestigen.
- Schaalbaarheidswaarde: Ondersteunt aanpassing voor high-content screening van verbindingen of genetische modifiers die het lymfatisch herstel beïnvloeden.
Translationeel & Preklinisch Onderzoek
- Translationele Waarde: Handhaaft staartperfusie en aanhoudende zwelling gedurende 15 weken, waardoor de klinische translatabiliteit verbetert ten opzichte van acute modellen.
- Afstemming van Biomarkers: Maakt correlatie mogelijk tussen op beeldvorming gebaseerde lymfatische dysfunctie en volumetrische en histologische eindpunten die relevant zijn voor menselijke ziekten.
- Therapeutische Continuïteit: Ondersteunt de evaluatie van weefselnanotransfectie-gemedieerde afgifte als strategie voor lokale genetische interventie in gevasculariseerd weefsel.
Integratie van Pipeline & Workflow
Het model past binnen het continuüm van ontdekking tot preklinisch onderzoek door een gevalideerd systeem te bieden voor studies naar target-engagement voorafgaand aan lead-optimalisatie en effectiviteitstesten in ziekterelevante contexten.
- Discovery Biology: Ondersteunt hypothesegestuurde validatie van lymfatische specifieke targets via functionele disruptie en fenotypische read-outs.
- Assay Readiness: Genereert kwantificeerbare outputs, waaronder staartvolumemetingen, lymfatische flux-imaging en bevestiging van vasculaire doorgankelijkheid.
- Analytics Enablement: Levert longitudinale datasets voor statistische vergelijking van interventie-effecten over tijdspunten tot week 15.
- Translational Bridge: Verbindt mechanistische bevindingen met preklinische validatie via klinisch relevante imaging-modaliteiten en een aanhoudend fenotype.
- Platform Reuse: Vestigt een gestandaardiseerde chirurgische en imaging-workflow die aanpasbaar is over laboratoria heen voor consistente modelgeneratie.
Operationele & Bedrijfsimpact
- Wetenschappelijke waarde: Vermindert biologische ambiguïteit bij de validatie van lymfatische targets via een klinisch relevant en chirurgisch precies model.
- Operationele waarde: Verbetert de reproduceerbaarheid via gestandaardiseerde protocollen voor excisie, lymfatische clipping en bevestiging van de perfusie.
- Strategische waarde: Verhoogt het vertrouwen in go/no-go-beslissingen door een duurzame fenotype-beoordeling mogelijk te maken, voorbij tijdelijke zwellingsmodellen.
- Impact op portfolio: Ondersteunt de risico-gecorrigeerde prioritering van lymfatische target-kandidaten met behulp van een model met een aangetoonde stabiliteit van 15 weken.
Overwegingen voor de implementatie
- Vereist microsurgische expertise en toegang tot chirurgische microscopie voor nauwkeurige weefselexcisie en lymfatische identificatie.
- Afhankelijk van beeldvormingsinfrastructuur, waaronder systemen voor laser speckle contrast en nabij-infrarood angiografie voor functionele validatie.
- Vereist standaardisatie van postoperatieve zorg en monitoringprotocollen om de levensvatbaarheid van de staart en de consistentie van het model te waarborgen.
- Houdt rekening met aanpassingen bij de vertaling van het model naar verschillende genetische achtergronden of comorbiditeitsmodellen.
- Beperkt door de noodzaak van gespecialiseerde training in technieken voor de aflevering van weefsel-nanotransfectie voor genetische cargo-toepassingen.
Biopharma Veelgestelde Vragen
Chapters in this video
0:04
Introduction
0:53
Surgical Disruption of Mouse Tail Lymphatics
2:33
Functional Lymphatic Evaluation with Near Infrared Laser Angiography
2:54
Result: Assessment of Progressive Swelling, Lymphatic Function, and Focal Delivery of Genetic Cargo in the Mouse Tail Lymphedema Model
4:09
Conclusion
