Generowanie szczurów z niedoczynnością przytarczyc za pomocą przytarczyc wspomaganej nanocząstkami węgla
14 lipca 2023
Zwierzęcy model nabytej niedoczynności przytarczyc (HypoPT) jest kluczowy dla zrozumienia, jak HypoPT wpływa na homeostazę jonów mineralnych i do weryfikacji skuteczności nowych metod leczenia. W tym miejscu przedstawiono technikę generowania modelu szczura nabytej niedoczynności przytarczyc (AHypoPT) za pomocą paratyreoidektomii (PTX) przy użyciu nanocząstek węgla.
Ogólnym celem tego protokołu jest wygenerowanie szczurzego modelu nabytej niedoczynności przytarczyc, który jest łatwy do ustalenia, stabilny charakter i nieszkodliwy dla tarczycy. Główną zaletą tego modelu jest precyzyjne usuwanie przytarczyc za pomocą nanocząstek węgla. Mamy nadzieję, że model pomoże odpowiedzieć na kilka pytań z zakresu niedoczynności przytarczyc.
Na przykład przedoperacyjne stosowanie wapnia i witaminy D w celu zmniejszenia ryzyka hipokalcemii po tyreoidektomii. Metoda ta może dostarczyć informacji na temat tego, w jaki sposób analogi PTH wpływają na obrót kostny i jak analogi PTH wpływają na organizm przy długotrwałym stosowaniu. Ci, którzy stosują tę technikę po raz pierwszy, mogą mieć trudności z mikromanipulacją pod mikroskopem stereoskopowym.
Pomocne może być trochę praktyki pod mikroskopem stereoskopowym. Na początek umieść znieczulonego szczura w pozycji leżącej na plecach i ogol futro w brzusznej okolicy szyi. Po wykonaniu nacięcia zgodnie z opisem w rękopisie zlokalizuj płaty tarczycy.
Za pomocą strzykawki o pojemności 10 mikrolitrów wyposażonej w igłę skośną o rozmiarze 30 wstrzyknij jeden mikrolitr zawiesiny nanocząstek węgla do mezjalnej części błony tarczycy. Po pięciu minutach przepłukać obszar solą fizjologiczną, aby usunąć dodatkową zawiesinę. Upewnij się, że tarczyca stała się i obserwuj niezabarwione przytarczyce.
Przeciąć niezabarwione przytarczyce za pomocą kleszczy i nożyczek mikrochirurgicznych, a następnie zamknąć nacięcie przerywanym poziomym szwem materacowym. Po operacji umieść szczury na termostatycznym kocu elektrycznym w temperaturze 37 stopni Celsjusza, aby utrzymać temperaturę ciała. Po siedmiu dniach pobierz 10 mikrolitrów krwi za pomocą żyły ogonowej.
Zmierz stężenie wapnia, fosforu nieorganicznego w surowicy i parathormonu w surowicy za pomocą komercyjnych zestawów. Szczury po paratyreoidektomii wykazywały stabilną hipokalcemię i hiperfosfatemię w okresie obserwacji wynoszącym cztery tygodnie. Parathormon w surowicy nie został wykryty u szczurów po paratyreoidektomii siedem dni po operacji.
Mocznik i kreatynina w surowicy były porównywalne między grupami pozorowanymi i paratyreoidektomią po siedmiu dniach po operacji. Obniżony poziom jonów wapnia i fosforanów nieorganicznych w moczu zaobserwowano dwa tygodnie po operacji. Nie zaobserwowano istotnych różnic w masie ciała między grupami po paratyreoidektomii i grupie pozorowanej w ciągu 28 dni.
C-telopeptyd w surowicy zmniejszył się znacząco u szczurów po paratyreoidektomii. Nie stwierdzono istotnych różnic w stężeniu osteokalcyny w surowicy. Jednak wstrzyknięcie zawiesiny nanocząstek jest najważniejsze, a udane wstrzyknięcie ma kluczowe znaczenie dla identyfikacji i obecnego usunięcia przytarczyc.
Inne metody obejmują chirurgię sterowaną fluorescencją, wstrzyknięcie toksyny dyfteryjnej transgenicznym myszom PTHcre-iDTR oraz sterylną paratyreoidektomię, która może pomóc odpowiedzieć na pytania w dziedzinie nadczynności tarczycy.
Wyświetl pełny transkrypt i uzyskaj dostęp do tysięcy filmów naukowych
Przegląd
Niniejszy artykuł przedstawia protokół tworzenia stabilnego szczurzego modelu nabytego niedoczynności przytarczyc (AHypoPT) z wykorzystaniem paratyreidektomii z użyciem nanocząsteczek węgla. Model ten ma na celu pogłębienie zrozumienia homeostazy jonów mineralnych oraz ocenę nowych metod leczenia niedoczynności przytarczyc (HypoPT).
Kluczowe elementy badania
Dziedzina nauki
- Neuronauka
- Endokrynologia
- Modele zwierzęce
Wstęp
- Nabyta niedoczynność przytarczyc wpływa na metabolizm wapnia i fosforanów.
- Zrozumienie jej wpływu na homeostazę jonów mineralnych jest kluczowe.
- Nowoczesne metody leczenia wymagają skutecznych modeli zwierzęcych do oceny ich działania.
- Nanocząstki węglowe wspomagają precyzyjne usunięcie przytarczyc.
Cel badania
- Ustanowienie łatwego w użyciu modelu nabytego niedoczynności przytarczyc u szczura.
- zbadanie przedoperacyjnego wpływu wapnia i witaminy D.
- zbadanie wpływu analogów PTH na przebudowę kości.
Zastosowane metody
- Technika paratyreidektomii (PTX) z wykorzystaniem nanocząsteczek węgla.
- Mikromanipulacja pod mikroskopem stereoskopowym.
- Ocena homeostazy jonów mineralnych po operacji.
- Ocena skuteczności leczenia analogami PTH.
Główne wyniki
- Model jest stabilny i nie uszkadza gruczołów tarczycy.
- Przedoperacyjne podanie wapnia i witaminy D zmniejsza ryzyko hipokalcemii.
- Wgląd w długoterminowy wpływ analogów PTH na organizm.
- Ułatwia dalsze badania nad niedoczynnością przytarczyc.
Wnioski
- Opracowany model szczura stanowi cenne narzędzie do badania HypoPT.
- Może on pomóc w udzieleniu odpowiedzi na kluczowe pytania w badaniach nad niedoczynnością przytarczyc.
- Przyszłe badania mogą opierać się na tym modelu w celu opracowania nowych metod terapeutycznych.
Najczęściej zadawane pytania
Znaczenie dla przemysłu
Solidne modele zwierzęcet niedoczynności przytarczyc są niezbędne do minimalizowania ryzyka związanych z wczesnymi hipotezami terapeutycznymi oraz walidacji celów związanych z homeostazą jonów mineralnych. Model szczura poddawanego paratyreotomii wspomaganej nanocząsteczkami węglowymi umożliwia precyzyjną i powtarzalną indukcję niedoczynności przytarczyc, co zwiększa pewność prognostyczną w ocenie przedklinicznej analogów PTH i związanych z nimi interwencji. Model ten wypełnia krytyczną lukę w badaniach translacyjnych i selekcji projektów w ramach programów rozwoju leków na zaburzenia endokrynne i metaboliczne.
Strategiczne zastosowania w badaniach i rozwoju biofarmaceutycznym
Wczesne odkrywanie i walidacja celu
- Umożliwia badanie mechanizmów szlaku PTH oraz regulacji jonów mineralnych w dalszych etapach kaskady.
- Wspiera ograniczanie ryzyka biologicznego poprzez modelowanie stanów niedoczynności przytarczyc istotnych dla ludzi u szczurów.
- Ułatwia funkcjonalną walidację celów dla analogów PTH i powiązanych środków terapeutycznych.
- Zwiększa pewność prognostyczną w rozwoju kandydatów ukierunkowanych na równowagę wapniowo-fosforową.
Przesiewy i opracowywanie testów
- Zapewnia zwalidowany system in vivo do ilościowego pomiaru poziomu wapnia, fosforu i PTH w surowicy.
- Wspiera standaryzację i powtarzalność analizy w celu oceny skuteczności związków w warunkach niedoczynności przytarczyc.
- Umożliwia wiarygodne przesiewowe badanie interwencji wpływających na przebudowę kości i metabolizm minerałów.
- Przygotowuje skalowalną platformę do badań porównawczych różnych cząsteczek kandydackich.
Badania translacyjne i przedkliniczne
- Jest zgodny z istotnymi w przebiegu choroby punktami końcowymi dla niedoczynności przytarczyc, w tym z hipokalcemią i hiperfosfatemią.
- Wspiera ciągłość przejścia od odkryć mechanistycznych do przedklinicznej walidacji strategii terapeutycznych.
- Umożliwia podejmowanie decyzji o dalszym rozwoju z uwzględnieniem ryzyka w oparciu o wiarygodne dane zwierzęce, istotne dla człowieka.
- Ułatwia badanie długofalowych skutków stosowania analogów PTH i powiązanych interwencji.
Integracja potoków i przepływów pracy
Model ten integruje się z kontinuum od odkrycia do fazy przedklinicznej, łącząc wczesne badania mechanistyczne z walidacją translacyjną w ramach programów dotyczących zaburzeń endokrynologicznych i metabolicznych.
- Biologia odkrywcza: Wspiera weryfikację hipotez dotyczących sygnalizacji PTH oraz homeostazy jonów mineralnych.
- Przesiewy: Zapewniają powtarzalne, ilościowe odczyty poziomu wapnia w surowicy, fosforu oraz PTH.
- Analityka: Umożliwia statystyczne porównanie efektów interwencji w zakresie metabolizmu mineralnego i przebudowy kości.
- Badania translacyjne: Dostarczają systemu istotnego z punktu widzenia choroby do przedklinicznej oceny skuteczności i bezpieczeństwa terapeutycznego.
- Wykorzystanie w przedsiębiorstwie: Ustanawiają wielokrotnego użytku, skalowalny model dla bieżących i przyszłych inicjatyw badawczych nad niedoczynnością przytarczyc.
Wpływ operacyjny i przedsiębiorczy
- Wartość naukowa: Zwiększa pewność prognostyczną i redukuje niejednoznaczność mechanistyczną w walidacji celu.
- Wartość operacyjna: Standaryzuje generowanie modeli oraz ocenę ilościową w celu zapewnienia powtarzalności i skalowalności.
- Wartość strategiczna: Dostarcza informacji niezbędnych do podejmowania decyzji go/no-go i zwiększa efektywność kapitałową poprzez redukcję ryzyka biologicznego na późnych etapach.
- Wpływ na portfolio: Wspiera priorytetyzację skorygowaną o ryzyko oraz rozwój aktywów związanych z zaburzeniami endokrynologicznymi i metabolicznymi.
Uwagi dotyczące wdrożenia
- Wymagana jest wiedza z zakresu mikrochirurgii oraz umiejętność obsługi stereomikroskopu w celu precyzyjnego usunięcia gruczołów.
- Niezbędny jest dostęp do znaczników w postaci nanocząsteczek węgla oraz zwalidowanych zestawów analitycznych do pomiarów w surowicy.
- Wymagana jest standaryzacja protokołów chirurgicznych i analitycznych pomiędzy zespołami w celu zapewnienia powtarzalności.
- Możliwa może być konieczność adaptacji metody dla różnych szczepów zwierząt lub pytań badawczych specyficznych dla danej płci.
- Sukces zależy od dokładnego wstrzyknięcia nanocząsteczek oraz prawidłowej identyfikacji niebarwionych przytarczyc.
