Wykorzystanie paska rozpuszczającego się w jamie ustnej do badań farmakologicznych i toksykologicznych: prosta i humanitarna alternatywa dla zgłębnika doustnego dla zwierząt
23 marca 2016
Poniższy protokół opisuje nowatorską metodę przewlekłego doustnego podawania leków przy użyciu paska rozpuszczającego się w jamie ustnej (ODS) zamiast częściej stosowanej metody doustnego zgłębnika. Wykazaliśmy, że przedkliniczne, doustne podawanie leków metodą ODS stanowi bezpieczną, wygodną i humanitarną alternatywę dla doustnego podawania przez zgłębnik.
Ogólnym celem tej procedury jest wykorzystanie rozpuszczalnego w jamie ustnej polimeru bioadhezyjnego jako bezpiecznego i ludzkiego sposobu przedklinicznego doustnego podawania leków. Korzystając z tej procedury, interesujący lek może zostać włączony do aromatyzowanego, rozpuszczającego się w jamie ustnej paska w celu doustnego podania badanego związku zwierzęciu doświadczalnemu. Główną zaletą tej techniki jest to, że można ją wykorzystać w przypadkach, gdy zgłębnik ustny nie jest dobrze tolerowany.
Aby zmniejszyć stres podczas kolejnych procedur podawania leku, pozwól myszom zaaklimatyzować się do warunków hodowli i techniki obchodzenia się z eksperymentem. Dla każdej myszy określ wagę przed eksperymentem, chwytając najpierw mysz za środek ogona i delikatnie podnosząc zwierzę z klatki. Natychmiast umieść zwierzę w łodzi do ważenia na wadze zwierzęcej, mocno chwytając przyśrodkową część ogona, aby uniknąć obrażeń w rękawicach i zapisz wagę zwierzęcia.
Zapisuj masę pokarmu przez zalecane dwa kolejne dni, aby ustalić podstawowe spożycie pokarmu przez każde zwierzę również w okresie przyzwyczajenia. Po tym, jak zwierzęta zaaklimatyzują się w swoim środowisku, przenieś je do pomieszczenia, w którym będą miały miejsce kolejne eksperymenty. Przed rozpoczęciem eksperymentu w autoklawie wysterylizuj dwie igły do zgłębników ze stali nierdzewnej na grupę i jedną dodatkową igłę do tworzenia kopii zapasowych.
Następnie użyj dostępnego w handlu dziurkacza z pojedynczym ćwierć cala do wycinania pasków rozpuszczających się w jamie ustnej o średnicy 0,5 centymetra lub ODS dla każdego zwierzęcia ze standardowego prostokątnego paska testowego. W dniu eksperymentu zapisz wagę zwierząt, jak właśnie pokazano, a następnie umieść pierwszą mysz na metalowej siatce klatki. Pociągnij ogon do tyłu dominującym kciukiem, palcem wskazującym i trzecim palcem.
Mysz chwyci górną część klatki i rozciągnie jej grzbiet. Chwyć kark szyi niedominującym kciukiem, palcem wskazującym i trzecim palcem, aby wygodnie przytrzymać zwierzę pewnym uchwytem i obróć zwierzę do pozycji pionowej. Zwróć uwagę na kolor błon śluzówkowych.
Różowo-czerwony wygląd wskazuje, że mysz jest wygodnie unieruchomiona. Teraz zanurz końcówkę gruszki jednej z igieł do zgłębnika w świeżo przygotowanym 4,25% roztworze sacharozy, który posłuży jako smaczny klej do substancji zubożających warstwę ozonową. Następnie dociśnij ODS końcówką żarówki, aby przymocować ODS do końcówki igły i umieść pasek w pobliżu nozdrzy i pyska, aby zwierzę mogło spożyć folię.
Alternatywnie pasek można umieścić bezpośrednio na języku, aby mysz mogła go połknąć. Podczas sesji dawkowania leku należy wymienić igłę w środkowej części, aby zapobiec rozprzestrzenianiu się infekcji. W tym miejscu pokazano wpływ podawanej przez zgłębnik iwermektryny na picie preferencji.
Jak zaobserwowano, iwermektyna znacznie zmniejsza spożycie 10% etanolu w całym badaniu w porównaniu z grupą placebo. Jednak w porównaniu z grupą kontrolną, wartości spożycia etanolu w grupie placebo są o wiele za niskie, a zatem mogą nie modelować dokładnie zachowań związanych z piciem alkoholu. Gdy ten sam eksperyment jest przeprowadzany z wykorzystaniem systemu dostarczania ODS, nie ma znaczącej różnicy w spożyciu etanolu między myszami kontrolnymi i placebo, co wskazuje, że grupa placebo ODS reprezentuje ważną kontrolę, z którą można dokonać porównania z grupą iwermektyny.
Rzeczywiście, dzięki tym kontrolom iwermektyna znacznie i konsekwentnie zmniejsza 10% spożycie etanolu przez zwierzęta. Po obejrzeniu tego filmu powinieneś dobrze zrozumieć, jak używać paska rozpuszczającego się w jamie ustnej jako bezpiecznego i humanitarnego sposobu doustnego dostarczania leków.
Wyświetl pełny transkrypt i uzyskaj dostęp do tysięcy filmów naukowych
Przegląd
Niniejszy protokół opisuje nowatorską metodę przewlekłego podawania leków drogą doustną z wykorzystaniem rozpuszczalnych w jamie ustnej pasków (ODS), stanowiącą humanitarną alternatywę dla zgłębnika doustnego. Metoda ODS umożliwia bezpieczne i wygodne przedkliniczne podawanie leków drogą doustną.
Kluczowe elementy badania
Dziedzina nauki
- Farmakologia
- Badania przedkliniczne
- Systemy dostarczania leków
Wstęp
- Tradycyjne zgłębniki do podawania doustnego mogą być stresujące dla zwierząt doświadczalnych.
- Rozpuszczalne paski doustne zapewniają smakową i łatwą metodę podawania leków.
- Metoda ta ma na celu poprawę dobrostanu zwierząt podczas podawania leków.
- Jest ona szczególnie przydatna w sytuacjach, gdy podawanie przez zgębnik nie jest dobrze tolerowane.
Cel badania
- Opracowanie humanitarnej alternatywy dla podawania leków w badaniach przedklinicznych.
- Wykorzystanie polimerów bioadhezyjnych do efektywnego dostarczania leków.
- Zminimalizowanie stresu i poprawa ogólnego dobrostanu zwierząt.
Zastosowane metody
- Przygotowanie smakowych pasków rozpuszczalnych w jamie ustnej zawierających lek.
- Aklimatyzacja myszy do obchodzenia i warunków chowu.
- Pomiar masy ciała myszy przed podaniem leku.
- Podanie leku metodą ODS.
Główne wyniki
- Metoda ODS była dobrze tolerowana przez myszy.
- Poziom stresu podczas podawania leku został znacznie zredukowany.
- Skuteczne dostarczenie leku osiągnięto przy zastosowaniu metody ODS.
- Przez cały czas trwania badania priorytetowo traktowano dobrostan zwierząt.
Wnioski
- Metoda pasków rozpuszczalnych w jamie ustnej stanowi odpowiednią alternatywę dla gavage'u doustnego.
- Technika ta poprawia standardy humanitarnego traktowania zwierząt doświadczalnych.
- Przyszłe badania mogą w dalszej kolejności zgłębiać zastosowania ODS w dostarczaniu leków.
Najczęściej zadawane pytania
Znaczenie dla przemysłu
Gavage doustne pozostaje standardową, lecz stresującą metodą podawania leków w badaniach przedklinicznych, co przyczynia się do ubytków w populacji zwierząt i zmienności danych. Metoda z wykorzystaniem pasków rozpuszczalnych w jamie ustnej (ODS) stanowi humanitarną, niskostresową alternatywę, która zapewnia spójne dawkowanie przy jednoczesnej poprawie dobrostanu zwierząt. Podejście to zwiększa wiarygodność badań przedklinicznych poprzez redukcję czynników zakłócających procedurę w ocenach farmakologicznych i toksykologicznych.
Zastosowania strategiczne w badaniach i rozwoju biofarmaceutycznym
Wczesne odkrywanie i walidacja celu
- Wartość naukowa: Umożliwia weryfikację hipotez terapeutycznych przy zredukowanej zmienności wywołanej stresem w modelach zwierzęcych.
- Wartość operacyjna: Wspiera funkcjonalną walidację celu poprzez minimalizację efektów zakłócających wynikających z urazów związanych z gavage.
- Wartość prognostyczna: Poprawia spójność danych w procesie identyfikacji związków wiodących dzięki zwiększeniu precyzji podawania doustnego bez inwazyjnych zabiegów.
Przesiewanie i opracowywanie testów
- Wartość naukowa: Zapewnia powtarzalną drogę podania doustnego do przesiewania związków przy minimalnej manipulacji zwierzętami.
- Wartość operacyjna: Ułatwia standaryzację testów dzięki spójnemu dostarczaniu leku za pomocą smakowych, szybko rozpuszczalnych pasków.
- Skalowalność: Wspiera przepływy pracy o wysokiej przepustowości poprzez uproszczenie procedur dawkowania w grupach badawczych.
Badania translacyjne i przedkliniczne
- Wartość naukowa: Zachowuje istotność dla przebiegu choroby poprzez utrzymanie naturalnych zachowań żywieniowych podczas badań z przewlekłym dawkowaniem.
- Wartość operacyjna: Umożliwia podłużne oceny toksykologiczne przy zmniejszonej śmiertelności i poprawionych humanistycznych punktach końcowych.
- Pewność predykcyjna: Wzmacnia ciągłość translacyjną poprzez dopasowanie przedklinicznych profili PK/PD do klinicznie istotnych wzorców ekspozycji.
Integracja rurociągu i przepływu pracy
Metoda ODS wpisuje się w kontinuum procesu odkrywania leków – od wczesnej walidacji celu, poprzez optymalizację związku wiodącego, aż po przedkliniczne profilowanie bezpieczeństwa, w szczególności w przypadkach, gdy wymagane jest wielokrotne podawanie doustne.
- Biologia odkrywcza: Wspiera testowanie hipotez, umożliwiając przewlekłe doustne podawanie związków bez wywoływania stresu proceduralnego.
- Przesiewanie: Poprawia gotowość do przeprowadzania testów, zapewniając standaryzowaną, nieinwazyjną drogę oceny związków in vivo.
- Analityka: Generuje ilościowe odczyty farmakokinetyczne i behawioralne przy zmniejszonej zmienności wynikającej z artefaktów związanych z obchodzeniem się ze zwierzętami.
- Badania translacyjne: Sprzyja ciągłości przedklinicznej poprzez dokładniejsze modelowanie klinicznego podawania doustnego niż w przypadku zgłębnika.
- Ponowne wykorzystanie w przedsiębiorstwie: Funkcjonuje jako kompatybilny z platformą system dostarczania, który można dostosować do różnych obszarów terapeutycznych i gatunków.
Wpływ operacyjny i przedsiębiorstwa
- Wartość naukowa: Zwiększa pewność prognostyczną poprzez redukcję niejednoznaczności mechanistycznej wynikającej z fizjologicznych odpowiedzi związanych ze stresem.
- Wartość operacyjna: Poprawia powtarzalność i standaryzację pomiędzy ośrodkami a protokołami badań.
- Wartość strategiczna: Wspiera lepsze podejmowanie decyzji o kontynuacji lub przerwaniu badań (go/no-go) poprzez zmniejszenie liczby wyników fałszywie dodatnich i fałszywie ujemnych związanych z artefaktami metody podania.
- Wpływ na portfolio: Umożliwia priorytetyzację skorygowaną o ryzyko dzięki czystszym danym dotyczącym zaangażowania celu i marginesów bezpieczeństwa.
Wskazówki dotyczące implementacji
- Wymaga wiedzy z zakresu nauki o formulacjach w celu zapewnienia stabilności leku i integralności paska.
- Zależne od dostępu do precyzyjnych narzędzi tnących oraz bioadhezyjnych materiałów polimerowych.
- Wymaga koordynacji działań między zespołami farmakologii, formulacji i opieki nad zwierzętami.
- Może wymagać adaptacji w zależności od gatunku lub właściwości fizykochemicznych leku.
- Ograniczone do związków kompatybilnych z doustną absorpcją przez błonę śluzową lub przewód pokarmowy poprzez rozpuszczanie paska.
