Um procedimento cirúrgico para a administração de drogas para o ouvido interno em um Non-Human primatas Sagui (Callithrix jacchus)

Resumo

Nós relatamos um método cirúrgico para administrar medicamentos para o ouvido interno de um primata não-humano, o sagui comum (Callithrix jacchus), através da membrana da janela redonda.

Resumo

Pesquisa de audiência há muito tempo foi facilitado por modelos de roedores, embora em algumas doenças, sintomas humanos não podem ser instaurados. O sagui comum (Callithrix jacchus) é um macaco do novo mundo pequeno, fácil de manusear que possui uma anatomia similar do osso temporal, incluindo a cadeia ossicular orelha média e orelha interna aos seres humanos, do que em comparação com a de roedores. Aqui, nós relatamos uma abordagem cirúrgica pode ser reproduzida, segura e racional para o nicho de coclear janela redonda para a entrega da droga para o ouvido interno do sagui comum. Adotamos a timpanotomia posterior, um procedimento usado clinicamente na cirurgia humana, para evitar a manipulação da membrana timpânica que podem causar perda auditiva condutiva. Este procedimento cirúrgico não conduziu a qualquer perda significativa de audição. Esta abordagem foi possível devido à estrutura de grande bulla do sagui comum, embora a lateral canal semicircular e a parte vertical do nervo facial deverão ser cuidadosamente considerados. Esse método cirúrgico nos permite realizar a administração segura e precisa de drogas sem perda de audição, que é de grande importância na obtenção de prova pré-clínica do conceito de Investigação translacional.

Introdução

Perda auditiva neurossensorial (SNHL) surge predominantemente da deficiência na cóclea ou danos. Causas comuns de SNHL incluem envelhecimento (por exemplo, presbycusis), defeitos genéticos, exposição ao ruído alto, infecção e medicamentos ototóxicos¹. A Organização Mundial de saúde (OMS) estima-se que pessoas mais 360 milhões, representando 5,3% da população mundial, sofrem de audição perda². Também estima-se que 1 em 900 de 1 em 2.500 recém-nascidos têm moderada, severa e perda permanente da audição congênita profunda e cerca de um em cada três adultos mais de 65 anos têm algum grau de perda de audição³. No entanto, não há nenhum tratamento clínico eficaz da perda auditiva para estes pacientes.

Pesquisa de audiência tem tempo foram realizada usando roedores ou modelos de cobaia, e muitas abordagens, tais como terapia gênica e terapia regenerativa, têm sido sugeridas como um novo tratamento para a perda de audição. No entanto, há uma grande diferença entre seres humanos e roedores em termos de sistema auditivo, e é muito difícil de traduzir modelos animais para aplicações em seres humanos. O sagui comum (c. jacchus), um macaco do novo mundo originário da Amazônia, tornou-se um modelo atraente de primatas não humanos para vários estudos de pesquisa básica para várias razões. Primeiro, sua anatomia e fisiologia são mais semelhantes dos seres humanos, ao invés de roedores. Em segundo lugar, as informações biológicas básicas sobre esta espécie, incluindo doenças, redes neurais, comportamento e o genoma, está bem caracterizadas. Processamento auditivo e vocal, a codificação cortical de periodicidade, a representação do passo e as interações auditivo-vocal de saguis comuns também têm sido relatados^{4,5,6,7 , 8 , 9 , 10}. em recentes estudos histológicos, pesquisadores identificaram padrões de expressão distintiva de 20 genes de surdez e trocadores de ânion na cóclea do Sagui em constatou que cinco genes que são causadores de surdez progressiva e três trocadores de ânion, tinha padrões de expressão diferentes dos roedores^11,12. Esses perfis nos levam a crer que o Sagui é uma ferramenta poderosa para a pesquisa de audiência.

Os atributos mais marcantes do sagui comum como um animal experimental são como segue:

• Fácil manuseio com um tamanho de corpo pequeno em comparação com algumas espécies de macacos do mundo: saguis adultos pesa 300-400 g e são aproximadamente 60 cm de altura, que é semelhante aos ratos.
• Primata altamente reprodutiva: saguis atingir a maturidade sexual em uma idade de 18 meses e são capazes de suportar duas vezes por ano e produzir filhotes de 4 a 6 por ano.
• As modificações genéticas estão disponíveis: et al . Sasaki E conseguiu criar transgénicos¹³ e nocaute¹⁴ primatas usando saguis por modificações genéticas implicadas em doenças neurológicaspor exemplo, Parkinson do ( doença e a doença de Alzheimer).
• Tanto as células-tronco embrionárias (ES) e células pluripotentes induzidas (iPS) foram estabelecidas^15,16. Apesar de ser um pouco difícil manter o mesmo número de saguis em comparação com roedores, a disponibilidade de células-tronco ou células iPS fornece em vitro ensaios que irão reduzir o número de ensaios na vivo necessário.

Para facilitar a melhor investigação de translação no campo da surdez e sua potencial terapia, estabelecemos um protocolo de estudo de imagem, utilizando tomografia e ressonância magnética, anestesia geral e testes de audição, usando respostas auditivas de tronco cerebral (ABRs). Estes sistemas experimentais podem fornecer-nos com melhores oportunidades para obter prova pré-clínicos de estudos de conceito, que são essenciais para colmatar as lacunas entre roedores estudos e ensaios clínicos. Aqui, nós relatamos um método cirúrgico para administrar medicamentos para o ouvido interno do sagui comum através da membrana da janela redonda. Para obter uma visão clara em torno da janela redonda, sem manipular a membrana timpânica, que pode causar uma perda auditiva condutiva, é útil para abordagem da cavidade mastoide. Clinicamente, essa abordagem, conhecida como "timpanotomia posterior" é bem estabelecida e geralmente usada para cirurgia de implante e colesteatoma coclear. Acreditamos que timpanotomia posterior nos permite realizar a administração precisa de drogas sem induzir a perda de audição.

Protocolo

Todos os procedimentos experimentais foram realizados na Universidade Jikei, Tóquio no Japão. Manipulação de animais e procedimentos experimentais foram aprovados pelo cuidado institucional do Animal e usar o Comitê da Universidade Jikei (aprovação não: 26-060) e executadas em conformidade com as orientações institucionais para o uso de animais de laboratório no Jikei Universidade, que de acordo com as diretrizes para adequada conduta do Animal experiências pelo Conselho ciência do Japão (2006). Cuidados com animais foi realizado em conformidade com as recomendações do guia para o cuidado e o uso de animais de laboratório (Instituto de laboratório recursos animais, 1996).

1. pré-exame

1. Leve uma varredura cranial de Tomography computado (CT) de animais (saguis comuns) para facilitar a identificação das estruturas anatômicas individuais pelo menos um mês antes da cirurgia.
2. Realizar um teste audiométrico pelo menos um mês antes da cirurgia.
   Nota: Aqui, usamos o ABR para avaliar o estado de audição. Brevemente, um elétrodo positivo por via subcutânea foi colocado no vértice e um eletrodo de referência negativa na base dorsal da orelha estimulada. O eléctrodo de terra foi colocado por via subcutânea na parte dorsal do pescoço. ^{17 , 18} ABRs foram evocados com estouro de Tom (Tom de 1,0 ms estourar duração com aumento de 0,1 ms e tempo de queda). Então, o nível sonoro foi reduzido em passos de 10 dB de sua amplitude máxima. Em cada nível de som, 512 respostas foram em média (com estímulo polaridade alternada). Limiar ABR foi definida como o menor nível de pressão sonora (SPL) em que qualquer onda poderia ser detectada.

2. anestesia

1. Animais rápidos da noite anterior a cirurgia sob anestesia geral.
2. Administre 4% isoflurano e ar ambiente em 5-6 mL/min com máscara-a-face ventilação ou em uma câmara de indução para indução lenta (figura 1A). Confirme que o animal não responde a estímulos dolorosos, como o aperto de dedo do pé.
3. Anesthestize saguis comuns com injeção intramuscular (no músculo femoral) de uma combinação de medetomidina (0,04 mg/kg), midazolam (0,4 mg/kg) e butorfanol (0,4 mg/kg).
4. Injetar a ampicilina (0,08 mg/g) por via subcutânea 30 min ou mais antes da incisão da pele como um antibiótico pré-operatório.
5. Coloque o sagui na posição supina com a cabeça em direção ao topo e estender a cabeça e o pescoço. Corrigir o maxilar para a mesa com um fio de nylon e puxe a língua para obter uma boa visão ou usar um laringoscópio para visualizar a epiglote e a entrada da laringe como alternativa (figura 1B).
6. Inserir um tubo endotraqueal ao longo da superfície laríngea da epiglote.
   Nota: É possível usar um cateter intravenoso calibre 16 ou 6-francês calibre o tubo de alimentação, como um tubo endotraqueal (Figura 1).
7. Verificar o EtCO₂ do tubo endotraqueal para confirmar que ele foi colocado corretamente na traqueia. Depois posicionou-se o tubo e movimento de gases respiratórios tem sido verificado, fixe o tubo endotraqueal para enfrentar do sagui com fita.
8. Manter a anestesia entre 1-3% de isoflurano durante a operação.
9. Monitore a SpO₂, EtCO₂, temperatura corporal e temperatura retal durante as operações. Execute todos os procedimentos em um tapete de aquecimento para evitar uma redução da temperatura corporal.

3. pré-preparação

1. Preparar o sagui na posição supina e inclinar a cabeça para um ângulo de 30 a 45 graus para o lado não-operatório (Figura 2A).
2. Raspe a região pós-auricular do lado operacional.
3. Desinfete a área cirúrgica com álcool e povidona iodo, tanto na região pós-auricular e canal auditivo externo.
4. Coloque uma folha de pano cirúrgico com um furo redondo para o sagui (Figura 2B).

4. cirurgias

1. Injectar 1% de cloridrato de lidocaína (com epinefrina 1: 100.000, 0,1-0,2 mL) por via subcutânea no local da incisão de pele. Fazer uma incisão na pele postauricular com uma lâmina de redondas no. 15.
2. Para hemostasia, aplica pressão para a área de sangramento, utilizando uma gaze embebida em adrenalina 1:5,000 diluído. Cauterização bipolar também é eficaz (Figura 2).
3. Abra o tecido mole da região pós-auricular então essa cartilagem auricular (c) e pós-auricular muscular (m) pode ser reconhecido. Expor o osso externo auditivo canal que deve ser visível no fundo da cartilagem (Figura 3A).
4. Para confirmar a profundidade da membrana timpânica, expor a parte óssea da borda timpânicas, que pode ser reconhecida como a aderência da pele e osso na parte mais profunda do canal auditivo posterior.
   Nota: Este passo permite-nos reconhecer quão profunda a parte lateral da cavidade do ouvido médio é (Figura 3A).
5. Descasque os músculos pós-auriculares (músculo esternocleidomastoideo, esplênio capitis músculo e ventre posterior do músculo digástrico) em direção ao aspecto caudal, separada do osso temporal. Em seguida expor a face lateral do osso temporal (asterisco na Figura 3B).
6. Faça um buraco de aproximadamente 5 mm atrás do canal auditivo externo com um bur. de diamante de 1.0 mm (Figura 3). Use uma broca velocidade de 1.000-8.000 rpm dependendo do local de perfuração.
   Nota: Uma velocidade lenta é adequada para manipulação delicada perto o canal semicircular ou nervo facial. Escorrer o soro no local, adequadamente para evitar a lesão térmica de perfuração.
7. Alargar o buraco, perfurando e confirmar a posição do horizontal canal semicircular (HSC), que se curva para fora em direção a cavidade mastoide (Figura 3D).
8. Confirme a posição do nervo facial, cuja parte vertical é executado anterior do HSC. Perfurar e remover todos os septos de osso, se eles existem, para obter uma visão clara do recesso facial, que está localizado no centro da área triangular entre o nervo facial e a chorda tympani.
9. Faça um pequeno furo por perfuração entre a parte vertical do nervo facial e o timpânicas aro (asterisco na Figura 4A), com uma broca de diamante de diâmetro de 0,6 mm a 1.000 rpm.
10. Mova a broca paralela à parede posterior do canal para evitar danos ao nervo facial, que pode ser visto como uma linha rosa através do osso diluído. Pare a perfuração imediatamente antes que o nervo é exposto como uma estrutura de linha branca (Figura 4B).
11. Certifique-se que o nicho da janela redonda pode ser visualizado através do orifício (Figura 4). Em seguida, administra drogas para o nicho com uma agulha de calibre 25 ou mais fina. A fim de manter drogas no nicho de janela redonda, coloque uma solução viscosa sobre o nicho (Figura 4).
12. Depois de confirmar que hemostasia está firmemente controlado, fechar as camadas (camada epidérmica e camada dérmica) com simples sutura interrompida usando threads absorventes de 6-0.
13. Fixar a gaze sobre a ferida cirúrgica e apor uma bandagem.

5. pós-operatório cuidados

1. Administra cloridrato de atipamezole (0,15 mg/kg) por via intramuscular no músculo femoral para hostilizar medetomidina.
2. Quando espontânea começa a respirar, remova o tubo endotraqueal.
3. Manter o sagui comum em uma unidade de cuidados intensivos em 30% O₂, 29 ℃ até anestesia desgasta fora para completar a excitação.
4. Confirmar que não há sem achados sugestivos de disfunção vestibular como nistagmo e devolver o animal para a gaiola de reprodução.

Resultados

Timpanotomia posterior foi realizada sem qualquer complicação como infecção de sítio cirúrgico, sangramento com lesão vascular, ou disfunção vestibular, que às vezes ocorre com a manipulação do ouvido médio. Realizamos a timpanotomia posterior na orelha direita do Sagui de 7 anos de idade e administrado 1 µ l de solução salina de fosfato tamponado para o nicho da janela redonda. Os ABRs foram medidos antes e dois meses após a cirurgia (Figura 5A-B

Discussão

O volume de fluxo sanguíneo coclear é extremamente pequeno, estima-se que na ordem de 1/1.000.000 do débito cardíaco total nos seres humanos, e o acesso é limitado pela presença da barreira sangue-cóclea que separa o ouvido interno de circulação geral^{19 ,20}. Por estas razões, droga ou administração de vetor viral para o ouvido interno é favorável, não através de administração sistémica, mas sim pela administração direta. No rato e cobaia de experimentos, várias ...

Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo

Nome	Empresa	Número de catálogo	Comentários
sagui comum	CLEA Japão	EDM: C.Marmoset (Jic)
isoflurano	Phizer
medetomidina	ZENOAQ
midazolam	astellas
butorfanol	Meiji Seika
ampicilina	Meiji Seika
cloridrato de lidocaína	AstraZeneca
6-0 fio absorvente	ETHICON	RD-1
cloridrato de atipamezol	ZENOAQ
fosfato tamponado solução salina	Wako	045-29795
Onda de surto	Morita	TR-900-OR
Barra de diamante 006	Morita	14070057
Barra de diamante 010	Morita	14070081
unidade de terapia intensiva	Menix	P-100