Model obrzęku limfatycznego mysiego ogona
10 lutego 2021
Obrzęk limfatyczny to obrzęk kończyn spowodowany dysfunkcją układu limfatycznego. Opisujemy przewlekły model obrzęku limfatycznego mysiego ogona i nowatorskie zastosowanie technologii nanotransfekcji tkanek (TNT) do dostarczania ładunku genetycznego do ogona.
Obrzęk limfatyczny jest stanem przewlekłym, na który nie ma lekarstwa. Dotyka jedną trzecią pacjentek, które przeszły operację pachowych węzłów chłonnych i radioterapię w leczeniu raka piersi. Posiadanie prawidłowego modelu zwierzęcego ułatwia zrozumienie mechanizmu i opracowanie nowych strategii leczenia.
Model obrzęku limfatycznego na ogonie myszy jest wiarygodny i powtarzalny z szybkim początkiem. Wykazuje zmiany histologiczne zgodne z ludzkim obrzękiem limfatycznym. Procedurę zademonstruje dr Ganesh Mohan, doktor habilitowany z mojego laboratorium.
Na początek ułóż ośmiotygodniową uspokojoną mysz rufowo i przygotuj ogon 70% alkoholem izopropylowym. Użyj suwmiarki, aby zmierzyć średnicę ogona w krokach co pięć milimetrów, zaczynając 20 milimetrów od podstawy ogona. Zaznacz trzymilimetrowe wycięcie obwodu na ogonie 20 milimetrów od podstawy.
Pod mikroskopijnym powiększeniem chirurgicznym wykonaj skrupulatne wycięcie skóry o pełnej grubości trzech milimetrów, pozostawiając nienaruszone całe naczynie krwionośne znajdujące się pod spodem. Naciąć górny znak obwodowy najpierw przez skórę właściwą, a następnie nacięcie obwodowe o pełnej grubości trzy milimetry dystalnie do pierwszego nacięcia. Wykonaj prostopadłe pionowe nacięcie o pełnej grubości, aby połączyć dwa nacięcia, a następnie użyj drobnoziarnistego podbieracza, aby uchwycić krawędź natarcia i wyciąć głęboko w płaszczyźnie beznaczyniowej do skóry właściwej i powierzchownie do przydanki żylnej za pomocą mikronożyczek.
Wstrzyknąć 0,1 mililitra 1% błękitu izosulfanowego podskórnie proksymalnie do końca ogona. Zidentyfikuj dwa kanały limfatyczne, które stają się niebieskie z powodu wstrzyknięcia przylegającego do bocznych żył ogonowych. Ostrożnie przeciąć limfę, wycinając płaszczyznę między żyłą boczną a limfatyczną prostymi nożyczkami mikrochirurgicznymi.
Przełóż końcówkę jednego ostrza nożyczek między naczyniem limfatycznym a żyłą boczną i zamknij ostrza, aby przeciąć naczynie limfatyczne. Po zakończeniu opatruj ranę ogona sterylnym, przylegającym, wyraźnym adresem. Podawać zieleń indocyjaninową 0,1 mililitra podskórnie do dystalnego ogona myszy w pobliżu końcówki.
Przyciemnij światła w pomieszczeniu, a następnie umieść angiografię laserową w bliskiej podczerwieni w ustawieniu buforowania i wykonaj obrazowanie na żywo. Po podaniu błękitu izosulfanowego na końcówkę ogona, leki limfatyczne wykazywały niebieski kolor. Układ limfatyczny został zaburzony, podczas gdy sąsiednie żyły boczne zostały zachowane.
Postępujący obrzęk i utrzymujący się uporczywy obrzęk limfatyczny ogona myszy po indukcji obrzęku limfatycznego przedstawiono tutaj. Objętość ogona myszy, obliczona za pomocą równania ściętego stożka, osiągnęła szczyt w czwartym tygodniu i ustabilizowała się w szóstym tygodniu, po czym nastąpiła stopniowa poprawa, która utrzymywała się do 15 tygodnia. Przeprowadzono obrazowanie kontrastowe z laserowymi plamkami o wysokiej rozdzielczości, aby potwierdzić perfuzję ogona myszy w modelu ogona obrzęku limfatycznego, pokazując uszkodzone żyły boczne i nienaruszone żyły boczne w celu oceny drożności unaczynienia ogona.
Limfangiografia laserowa w bliskiej podczerwieni wykazała nienaruszone naczynia limfatyczne przed operacją i brak tranzytu ICG poza miejsce operacyjne po operacji, potwierdzając w ten sposób, że obrzęk był spowodowany dysfunkcją układu limfatycznego. Skuteczność dostarczania ładunku genetycznego przy użyciu technologii nanotransfekcji tkanek wykazano poprzez dostarczenie DNA znakowanego amidytem fluoresceiny do mysiego ogona. Wykorzystanie adaptacji dla modelu obrzęku limfatycznego ogona myszy i angiografii laserowej w bliskiej podczerwieni ICG jest klinicznie przekładalnym i ekscytującym modelem zwierzęcym z implikacjami terapeutycznymi.
Wyświetl pełny transkrypt i uzyskaj dostęp do tysięcy filmów naukowych
Przegląd
Niniejsze badanie przedstawia przewlekły mysi model obrzęku limfatycznego ogona, który jest stanem charakteryzującym się opuchlizną kończyny wynikającą z dysfunkcji układu limfatycznego. Praca podkreśla innowacyjne zastosowanie technologii nanotransfekcji tkanek (TNT) do dostarczania materiału genetycznego do dotkniętego obszaru ogona.
Kluczowe elementy badania
Dziedzina nauki
- Neuronauka
- Biologia
- Medycyna regeneracyjna
Wstęp
- Obrzęk limfatyczny jest przewlekłym schorzeniem nieuleczalnym, które dotyka wielu pacjentek po operacjach z powodu raka piersi.
- Niezawodny model zwierzęcy jest niezbędny do zrozumienia mechanizmów choroby i opracowania strategii leczenia.
- Model z wykorzystaniem ogona myszy wykazuje zmiany histologiczne podobne do obrzęku limfatycznego u ludzi.
- Celem niniejszego badania jest zaprezentowanie procedury oraz jej znaczenia dla procesu leczenia.
Cel badania
- Ustanowienie powtarzalnego mysiego modelu obrzęku limfatycznego.
- Wykorzystanie TNT do skutecznego dostarczania ładunku genetycznego.
- Ocena potencjału modelu w przyszłych zastosowaniach terapeutycznych.
Wykorzystane metody
- Przygotowanie ogona myszy i techniki wycięcia chirurgicznego.
- Iniekcja błękitu izosulfanowego w celu wizualizacji naczyń limfatycznych.
- Wykorzystanie angiografii laserowej w bliskiej podczerwieni do obrazowania naczyń limfatycznych in vivo.
- Ocena zmian objętości ogona i drożności naczyń w czasie.
Główne wyniki
- W modelu zaobserwowano postępujący obrzęk oraz trwały limfobrzęk.
- Obrazowanie o wysokiej rozdzielczości potwierdziło drożność sąsiednich żył.
- TNT skutecznie dostarczyły materiał genetyczny do ogona.
- Model wykazuje potencjał do translacji klinicznej w leczeniu obrzęku limfatycznego.
Wnioski
- Model mysiego ogona stanowi wiarygodne narzędzie do badania obrzęku limfatycznego.
- Metoda TNT oferuje nowatorskie podejście do interwencji genetycznych.
- Niniejsze badanie toruje drogę do przyszłych strategii terapeutycznych w leczeniu obrzęku limfatycznego.
Najczęściej zadawane pytania
Przemysłowe znaczenie praktyczne
Ustanowienie wiarygodnych modeli przedklinicznych dysfunkcji limfatycznej ma kluczowe znaczenie dla zmniejszenia ryzyka przy walidacji celów terapeutycznych w obrzękach limfatycznych, które są schorzeniem z istotną niezaspokjoną potrzebą medyczną. Ten chroniczny mysi model obrzęku limfatycznego ogona umożliwia ciągłą ocenę fenotypu przez 15 tygodni, co pozwala na podłużną ewaluację skuteczności interwencji. Integracja obrazowania funkcjonalnego oraz technologii nanotransfekcji tkanek zwiększa relewancję translacyjną poprzez ułatwienie badań mechanistycznych oraz celowane dostarczanie ładunku genetycznego w systemie naczyniowo nienaruszonym.
Strategiczne zastosowania w badaniach i rozwoju biofarmaceutycznym
Wczesne etapy odkrywania i walidacja celu
- Wartość naukowa: Umożliwia badanie hipotez terapeutycznych specyficznych dla układu limfatycznego poprzez trwałą indukcję obrzęku limfatycznego bez upośledzenia naczyniowego.
- Wartość operacyjna: Zapewnia powtarzalną platformę do walidacji celów zaangażowanych w limfangiogenezę, homeostazę płynów oraz szlaki włóknienia.
- Wartość prognostyczna: Wspiera mechanistyczną redukcję ryzyka poprzez modelowanie histologicznej progresji przypominającej ludzką, w tym akumulację tkanki tłuszczowej i włóknienie.
Przesiewy i opracowywanie testów
- Wartość naukowa: Ułatwia opracowanie ilościowych testów funkcji limfatycznej z wykorzystaniem bliskopodczerwonej limfangiografii z zastosowaniem zieleni indocyjaninowej w celu uzyskania odczytów w czasie rzeczywistym.
- Wartość operacyjna: Umożliwia standaryzację oceny perfuzji za pomocą wysokorozdzielczego obrazowania kontrastowego plamek laserowych w celu potwierdzenia integralności tętniczej i żylnej.
- Wartość skalowalności: Wspiera adaptację do wysokoprzepustowego screeningu związków lub modyfikatorów genetycznych wpływających na naprawę układu limfatycznego.
Badania translacyjne i przedkliniczne
- Wartość translacyjna: Utrzymuje perfuzję ogona oraz trwały obrzęk przez 15 tygodni, co poprawia możliwości translacji klinicznej w porównaniu do modeli ostrych.
- Zgodność biomarkerów: Pozwala na korelację dysfunkcji limfatycznej obrazowanej metodami radiologicznymi z wolumetrycznymi i histologicznymi punktami końcowymi istotnymi dla przebiegu choroby u ludzi.
- Ciągłość terapeutyczna: Umożliwia ocenę dostarczania leków za pomocą nanotransfekcji tkankowej jako strategii lokalnej interwencji genetycznej w tkankach unaczynionych.
Integracja rurociągu i przepływu pracy
Model ten wpisuje się w kontinuum od odkrycia do badań przedklinicznych, zapewniając zwalidowany system do badań wiązania z celem przed optymalizacją wiodących związków i testami skuteczności w kontekstach istotnych dla danej choroby.
- Biologia odkrywcza: Wspiera walidację celów specyficznych dla układu limfatycznego w oparciu o hipotezy poprzez zaburzenia funkcjonalne i odczyty fenotypowe.
- Gotowość do analiz: Generuje mierzalne wyniki, w tym pomiary objętości ogona, obrazowanie przepływu limfy oraz potwierdzenie drożności naczyń.
- Umożliwienie analityki: Dostarcza podłużne zestawy danych do statystycznego porównania efektów interwencji w punktach czasowych aż do 15 tygodnia.
- Pomost translacyjny: Łączy ustalenia mechanistyczne z walidacją przedkliniczną za pomocą klinicznie istotnych metod obrazowania i utrzymującego się fenotypu.
- Ponowne wykorzystanie platformy: Ustanawia zestandaryzowany cykl pracy chirurgicznej i obrazowej, który można adaptować w różnych laboratoriach w celu spójnego generowania modeli.
Wpływ operacyjny i przedsiębiorczy
- Wartość naukowa: Redukuje niejednoznaczność biologiczną w walidacji celów limfatycznych dzięki zastosowaniu klinicznie istotnego i chirurgicznie precyzyjnego modelu.
- Wartość operacyjna: Zwiększa powtarzalność dzięki ustandaryzowanym protokołom wycięcia, podwiązywania naczyń limfatycznych i potwierdzania perfuzji.
- Wartość strategiczna: Poprawia pewność decyzji go/no-go, umożliwiając trwałą ocenę fenotypu poza modelami opartymi na przejściowym obrzęku.
- Wpływ na portfolio: Wspiera priorytetyzację kandydatów celowanych w układ limfatyczny z uwzględnieniem ryzyka, wykorzystując model o udowodnionej 15-tygodniowej stabilności.
Uwagi dotyczące wdrożenia
- Wymaga doświadczenia w mikrochirurgii oraz dostępu do mikroskopu chirurgicznego w celu precyzyjnego wycięcia tkanki i identyfikacji naczyń limfatycznych.
- Zależność od infrastruktury obrazowania, w tym od systemów kontrastowego obrazowania laserowego (laser speckle contrast) oraz angiografii w bliskiej podczerwieni w celu walidacji funkcjonalnej.
- Konieczność standaryzacji opieki pooperacyjnej oraz protokołów monitorowania, aby zapewnić żywotność ogona i spójność modelu.
- Wymaga uwzględnienia modyfikacji przy przenoszeniu modelu na różne tła genetyczne lub modele z chorobami współistniejącymi.
- Ograniczenie wynikające z potrzeby specjalistycznego przeszkolenia w zakresie technik dostarczania nanotransfekcji tkankowej w zastosowaniach z ładunkiem genetycznym.
Najczęściej zadawane pytania dotyczące biofarmacji
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
