RESEARCH
Peer reviewed scientific video journal
Video encyclopedia of advanced research methods
Visualizing science through experiment videos
EDUCATION
Video textbooks for undergraduate courses
Visual demonstrations of key scientific experiments
BUSINESS
Video textbooks for business education
OTHERS
Interactive video based quizzes for formative assessments
Products
RESEARCH
JoVE Journal
Peer reviewed scientific video journal
JoVE Encyclopedia of Experiments
Video encyclopedia of advanced research methods
EDUCATION
JoVE Core
Video textbooks for undergraduates
JoVE Science Education
Visual demonstrations of key scientific experiments
JoVE Lab Manual
Videos of experiments for undergraduate lab courses
BUSINESS
JoVE Business
Video textbooks for business education
Solutions
Language
pl_PL
Menu
Menu
Menu
Menu
A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Research Article
Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.
Erratum Notice
Important: There has been an erratum issued for this article. View Erratum Notice
Retraction Notice
The article Assisted Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology. View Retraction Notice
Ta metoda została opracowana w celu dostarczenia stałego roztworu leku przez tętnicę szyjną, aby ocenić farmakokinetykę nowych leków w modelach mysich.
Proponując użycie leku, kombinacji leków lub dostarczania leków do nowego systemu, należy ocenić farmakokinetykę leku w modelu badawczym. Ponieważ wykorzystanie modeli mysich jest często istotnym krokiem w przedklinicznym odkrywaniu i opracowywaniu leków1-8, konieczne jest zaprojektowanie systemu do wprowadzania leków myszom w jednolity, powtarzalny sposób. Idealnie byłoby, gdyby system umożliwiał pobieranie próbek krwi w regularnych odstępach czasu w określonym czasie. Możliwość pomiaru stężeń leków za pomocą spektrometrii mas pozwoliła badaczom śledzić zmiany poziomów leków w osoczu w czasie u poszczególnych myszy1, 9, 10. W tym badaniu paklitaksel wprowadzono do myszy transgenicznych jako ciągły wlew tętniczy przez trzy godziny, podczas gdy próbki krwi były jednocześnie pobierane przez krwawienia zaoczodołowe w określonych punktach czasowych. Wlewy z tętnicy szyjnej są potencjalną alternatywą dla wlewów z żyły szyjnej, gdy czynniki takie jak guzy sutka lub inne przeszkody sprawiają, że wlewy szyjne są niepraktyczne. Dzięki tej technice stężenia paklitakselu w osoczu i tkankach osiągnęły podobny poziom w porównaniu z infuzją szyjną. W tym samouczku pokażemy, jak skutecznie cewnikować tętnicę szyjną, przygotowując zoptymalizowany cewnik dla indywidualnego modelu myszy, a następnie pokażemy, jak wprowadzić i zabezpieczyć cewnik do tętnicy szyjnej myszy, przewlec koniec cewnika przez tylną część szyi myszy i podłączyć mysz do pompy, aby zapewnić kontrolowane tempo napływu leku. Wielokrotne krwawienia zadoczodołowe o małej objętości pozwalają na analizę stężeń leków w osoczu w czasie.
Infuzja leku przez tętnicę szyjną może być przeprowadzona niezawodnie i powtarzalnie dzięki optymalizacji sprzętu i techniki. Procedura nie jest skomplikowana, choć wymaga precyzyjnej kontroli i dbałości o szczegóły. Do wyizolowania tętnicy szyjnej i wprowadzenia cewnika potrzebna jest doskonała ostrożność i zręczność, które na ogół można nabyć poprzez praktykę. Zabieg wykonywany przez doświadczonego technika nie powinien trwać dłużej niż jedna godzina. Po udanej operacji mysz powinna wyglądać normalnie i zdrowo (chociaż mysz może reagować na wlew leku), a lek(i) może być podawany w kontrolowanej, jednolitej, ciągłej dawce. Próbki krwi muszą być pobrane z miejsca innego niż tętnica szyjna; Krwawienia zaoczodołowe okazały się łatwe do zebrania i zadowalające do analizy stężeń leków.
Cewniki o optymalnym rozmiarze i kształcie są nieocenionym atutem w przeprowadzaniu udanej infuzji11. Stwierdziliśmy, że cewniki dostępne na rynku są często zbyt duże i/lub zbyt elastyczne, aby umożliwić wygodny dostęp do tętnicy szyjnej myszy. Okazało się, że jest to lepsze rozwiązanie niż tworzenie cewników z polietylenu używanego do łączenia myszy ze strzykawką infuzyjną. Dzięki temu wszystkie rurki, łączniki i igły miały jednakowe wymiary, co uprościło montaż infuzji. Dzięki tej technice nie jest konieczne wpychanie końcówki cewnika do tętnicy poza punkt, w którym jest ona nadal widoczna, a przepływ krwi do tętnicy szyjnej nie jest przywracany, dopóki cewnik nie zostanie wstępnie zabezpieczony. Zmniejsza to ryzyko przebicia tętnicy lub wypchnięcia cewnika przez wysokie ciśnienie przepływu krwi. Konstrukcja cewnika nie zawiera "guzka", który utrzymywałby go na miejscu, dlatego priorytetem jest dobre zabezpieczenie cewnika za pomocą szwów i taśmy chirurgicznej.
Infuzje mogą być lepsze niż zwykłe wstrzyknięcia dożylne bolus, jako lepsze naśladownictwo klinicznego podawania leków, takich jak taksany3, 12, 13. Opisana tutaj technika została pierwotnie opracowana, aby umożliwić infuzję do modeli mysich, w których dostęp do żyły szyjnej lub udowej był wykluczony przez wzrost guza sutka i / lub nadmierne unaczynienie obszaru przyczepu. Ta metoda może być często odpowiednia nawet u myszy wolnych od nowotworu: chociaż izolowanie i cewnikowanie tętnicy szyjnej jest nieco bardziej inwazyjne, stwierdziliśmy, że jest lepsze niż szyjka, ponieważ skłonność ściany szyjnej do rozerwania skutkowała większą liczbą nieudanych insercji i nieudanych prób ukończenia 3-godzinnego kursu czasu.
Chociaż wyniki pokazane tutaj pochodzą od myszy C57BL/6J (wyhodowanych w domu), użyliśmy tej techniki, aby skutecznie wprowadzić paklitaksel do kilku szczepów myszy, w tym FVB i szczepów mieszanych, aby śledzić farmakokinetykę w modelach myszy transgenicznie manipulowanych w celu obniżenia funkcji transportera komórkowego. Pobrane próbki krwi i tkanek wykazały oczekiwane poziomy paklitakselu, w zakresie stężeń obserwowanych po wlewach dożylnych1. Można oczekiwać, że ta technika będzie działać równie dobrze w innych modelach myszy, jak i z innymi roztworami infuzyjnymi.
Ten protokół został zatwierdzony przez Komitet ds. Opieki i Użytkowania Zwierząt w Fox Chase Cancer Center oraz przez Laboratorium Zwierząt Facility, i uznany za zgodny z instytucjonalnymi wytycznymi dotyczącymi humanitarnego traktowania zwierząt.
1. Przygotowanie wstępne
2. Chirurgia
3. Napar
4. Przykładowa analiza
UWAGA: Wszystkie próbki do tego protokołu zostały przeanalizowane przez zewnętrzne laboratorium za pomocą chromatografii cieczowej z tandemową spektrometrią mas (LC-MS/MS), która obliczyła stężenia paklitakselu w następujący sposób:
Dystrybucja paklitakselu przebiega zgodnie z przewidywalnymi wzorcami podczas 3-godzinnego schematu dawkowania 15-minutowego szybkiego wlewu, po którym następuje 165-minutowa infuzja z niską prędkością.
Rysunek 1 pokazuje porównanie stężeń paklitakselu w osoczu do infuzji żył szyjnych i wlewów tętnicy szyjnej. Stężenie paklitakselu szybko spada w ciągu pierwszych 15 minut po początkowej infuzji o dużej objętości, a następnie utrzymuje się na równi w ciągu następnych 150 minut. Dla porównania, poziomy paklitakselu w słabej infuzji zaczynają się stosunkowo nisko i utrzymują się w górę i w dół przez cały czas trwania testu. Było to najprawdopodobniej spowodowane zablokowaniem linii na początku infuzji. Zapisy testu pokazują, że mysz miała niewielką lub żadną zewnętrzną reakcję na napar, co potwierdza ideę gorszego podania leku. Rycina 2 przedstawia względne poziomy paklitakselu w wątrobie i tkance mózgowej, a także w osoczu krwi, pod koniec 3-godzinnej infuzji.

Rycina 1: Stężenie paklitakselu w osoczu podczas wlewów z tętnic szyjnych i szyi. Krzywe reprezentują stężenia paklitakselu w osoczu u poszczególnych myszy. Każda mysz otrzymała dwufazową infuzję, składającą się z początkowej, 15-minutowej infuzji o dużej prędkości 0,42 mg/kg/min, po której bezpośrednio następowała 165-minutowa infuzja o niskiej prędkości 0,021 mg/kg/min. Pole pod krzywą (AUC) dla infuzji tętnicy szyjnej wynosiło około 59 μg/ml∙min, podczas gdy AUC dla wlewu szyjnego wynosiło około 37 μg/ml∙min. Okres półtrwania paklitakselu obliczony na podstawie krzywych uzyskanych dla infuzji tętnicy szyjnej wynosił 10 minut, a dla wlewu szyjnego wynosił 11 minut. Wlew z tętnicy szyjnej wykazuje mniej więcej równoważny poziom stężenia leku w porównaniu z wlewem szyjnym. Ciągłe niskie stężenia lub stężenia, które zmieniają się w górę i w dół, często stanowią słaby napar.

Rycina 2: Stężenie paklitakselu w tkankach. Bezpośrednio po 3-godzinnym wlewie paklitakselu i pobraniu ostatniej próbki krwi, mysz została poddana eutanazji, a następnie pobrano próbki wątroby i tkanki mózgowej. Stężenia paklitakselu w osoczu i tkankach mierzono za pomocą analizy masowej. Dane te reprezentują próbki pobrane od myszy infuzyjnej z tętnicą szyjną na rysunku 1.

Rycina 3: Akcesoria chirurgiczne. oraz Produkcja cewników: Wyciąganie własnych cewników pozwala obniżyć wydatki materiałowe, jednocześnie pozwalając badaczowi dostosować rozmiar i kształt cewnika do wieku i wielkości myszy. (B) Przygotuj się przed operacją: Trzy (3) jedwabne szwy, około 8 cm każdy; Sterylna wtyczka portu; strzykawka z solą fizjologiczną i ołów; Cewnik, podłączony do strzykawki z heparyną.

Rycina 4: Przygotowanie tętnicy szyjnej i wprowadzenie cewnika. (A) Przeciąć skórę, odsunąć na bok gruczoły i użyć kleszczy, aby grubo oddzielić tłuszcz, aby odsłonić mięśnie. (B) Użyj kleszczy, aby delikatnie oddzielić mięśnie, aby odsłonić prawą stronę tchawicy. Tętnica szyjna stanie się widoczna jako największe, grubościenne naczynia, biegnące równolegle do tchawicy. (C) Przerwać powięź wokół tętnicy. (D) Oddziel nerw błędny od tętnicy szyjnej. (E) Kontynuuj usuwanie powięzi, aż tętnica szyjna zostanie całkowicie odizolowana wzdłuż jamy. (F) Zszyj stały węzeł na przedniej kończynie i zsuń węzeł na tylnej kończynie. (G) Trzeci szew jest nawleczony pod tętnicę szyjną i bardzo luźno zawiązany. (H) Tętnica jest nacięta tuż nad szwem przednim. (I) Wprowadzić cewnik do nacięcia w tętnicy. Chwyć szew przedni za pomocą kleszczy, aby pociągnąć tętnicę w dół nad cewnikiem. (J) Zabezpiecz cewnik w tętnicy szyjnej za pomocą wszystkich trzech szwów.

Rycina 5: Zakładanie szwów. Schematyczne przedstawienie pola operacyjnego przed i po założeniu cewnika. A odpowiada zdjęciu na rysunku 4G, z dodatkiem nacięcia w tętnicy, jak na rysunku 4H. B odpowiada fotografii na rysunku 4J.

Rycina 6: Schemat konfiguracji infuzji. Strzykawka jest wypełniona lekiem i zakryta igłą. Linia polietylenowa mocuje strzykawkę do cewnika szyjnego. Pompa powoli ściska strzykawkę, aby dostarczyć równomierną dawkę bezpośrednio do krwiobiegu.
Autorzy nie mają nic do ujawnienia.
Ta metoda została opracowana w celu dostarczenia stałego roztworu leku przez tętnicę szyjną, aby ocenić farmakokinetykę nowych leków w modelach mysich.
Chcielibyśmy podziękować Zakładowi Zwierząt Laboratoryjnych FCCC za ich wsparcie w tym projekcie. Dziękujemy firmie Wolfe Laboratories, Inc. za pomoc w analizie poziomu paklitakselu w osoczu i tkankach. Praca ta była wspierana przez granty National Institutes of Health K01CA120091 dla E.H.B., a CA06927 dla Fox Chase Cancer Center.
| Rurki polietylenowe 0,024" OD X 0,011" Identyfikator | Braintree Scientific, Inc. | PE10 | |
| 3 Igły (rozmiar 30) | Braintree Scientific, Inc. | NB-30 | |
| Wtyczka portu ze stali nierdzewnej (rozmiar 28) | Braintree Scientific, Inc. | PP-28 | Nieco większy niż średnica rury PE, aby dobrze przylegać i zachować szczelne uszczelnienie. |
| 2 wtyki złączy ze stali nierdzewnej (rozmiar 30) | Braintree Scientific, Inc. | C-30 | |
| Trzy strzykawki o pojemności 1 cm3 | Becton, Dickinson and Co. | 309659 | |
| Sterylny 0,9% roztwór soli | fizjologicznej Hospira | 0409-7984-37 | |
| Cath-Loc HGS Roztwór heparyny/glicerolu | Braintree Scientific, Inc. | Szew jedwabny HGS | |
| Braintree Scientific, Inc. | SUT-S 113 | ||
| Vanna Nożyczki (mikronożyczki) | World Precision Instruments | 14122 | Ten model ma zakrzywioną końcówkę, ale sprawdzają się również nożyczki z prostą końcówką. |
| Kleszcze hemostatyczne Hartman Mesquito | Światowe instrumenty precyzyjne | 501705 | |
| Waciki Betadine | Produkty Perdue L.P. | BSWS1S | |
| Bupiwakaina | Hospira | 0409-1160-01 | Można zastąpić lidokainą lub podobnym środkiem znieczulenia miejscowego. |
| Paclitaxel | LC Laboratories | P-9600 | |
| Metanol | Sigma-Aldrich | 32213 | |
| Mikrohematokryty probówki kapilarne, heparynizowany | Fisher Scientific | 22-362-566 | |
| Uszczelniacz do mikrokapilarek | Fisher Scientific | 02-678 | |
| C57BL/6J myszy | Fox Chase Cancer Center, Laboratorium Animal Facility własnej hodowli | ||
| API 4000 Q-Trap masowy spetrometr | Applied Biosystems |