Métodos de auto-administração intravenosa em um modelo de camundongo
December 8th, 2012
A auto-administração intravenosa paradigma (IVSA) é considerado como sendo o padrão de ouro para examinar as propriedades de reforço de drogas de abuso em roedores. Este manuscrito descreve os procedimentos experimentais e técnicas cirúrgicas necessárias para a obtenção de dados confiáveis IVSA. Em particular, a implantação do cateter meticulosa e manutenção são realçados.
Olá, meu nome é Elizabeth Kotick e estou aqui do laboratório da Dra. Katherine Gill na unidade de vícios do Centro de Saúde da Universidade McGill. Hoje vou mostrar como realizar a cirurgia de cateterismo necessária para a realização de estudos de autoadministração intravenosa. Vou mostrar como inserir o cateter, bem como algumas dicas para manter a permeabilidade do cateter.
Durante as sessões de autoadministração intravenosa de nicotina, os animais são conectados ao Tai em tubos de plástico e as infusões de nicotina são administradas pelas bombas de infusão anexadas. Caixas operantes foram compradas de associados médicos. Cada caixa está equipada com duas alavancas de mouse ultrassensíveis.
Existem alguns itens que precisam ser preparados antes da cirurgia para inserir o cateter na veia. Uma agulha de calibre 20 precisa ser adaptada para deslizar o tubo para baixo na veia. Raspe cerca de dois centímetros da parte superior da haste da agulha, criando um canal que será usado para guiar o tubo do cateter na veia.
Em seguida, prepare as seringas para lavar e verificar o cateter. 12 centímetros de tubo são presos em uma extremidade à agulha de calibre 26 da seringa, enquanto a outra extremidade é esticada sobre uma agulha de calibre 23. Para facilitar a fixação do tubo na cânula do cateter, você precisará de duas seringas como esta, preenchidas com a solução de T carcina heparinizada e a outra com solução salina.
Por fim, prepare a tampa da cânula do cateter. A cânula do cateter precisa ser tampada para evitar a entrada de detritos. Essas tampas são feitas esticando tubos de plástico sobre agulhas de calibre 23
.O tubo é cortado a um centímetro da ponta da agulha e a extremidade aberta é derretida Para selar o tubo, a solução salina é empurrada através da agulha para garantir que não haja vazamentos nas tampas. Cateteres de camundongo foram obtidos de Cam Cs no Reino Unido. Corte o excesso de tubo do cateter de forma que haja 1,2 centímetros da extremidade do bulbo do cateter.
Em seguida, conecte a seringa contendo solução salina à cânula de metal externa do cateter e lave para verificar se há vazamentos. Os Mis são anestesiados com gás flúor isof misturado com oxigênio e são mantidos sob anestesia durante a cirurgia. Usando um tubo de respiração, os níveis de oxigênio e flúor são definidos com base no peso corporal do animal e são ajustados conforme necessário durante a cirurgia, certifique-se de que o animal esteja devidamente anestesiado beliscando as patas traseiras com o fórceps e monitore o camundongo durante a cirurgia quanto a desconforto respiratório e profundidade da anestesia.
Como a cirurgia dura entre 20 e 30 minutos, aplique um lubrificante ocular em ambos os olhos. O mouse é raspado antes da cirurgia. Prepare um espaço para a base do cateter nas costas do animal.
Puxe suavemente a pele das costas do animal e faça uma pequena incisão longitudinal no meio da escápula com cerca de dois centímetros de comprimento. Começando no meio das costas e estendendo-se até logo abaixo do pescoço. Separe o tecido conjuntivo para abrir espaço para a base do cateter e aplique solução salina na incisão.
Puxe suavemente a pele de ambos os lados da incisão e vire o animal. A veia tegular direita será encontrada superficialmente sob a pele do pescoço e pode ser exposta fazendo uma incisão superficial em S. Faça um corte diagonal de cerca de um a dois centímetros de comprimento, estendendo-se ao redor da clavícula direita, subindo em direção à mandíbula do animal.
O tubo da base do cateter precisa ser trazido através da incisão ventral no pescoço para ser acessível para inserção na veia. Guie a pinça sob a pele dos ombros e rompa o tecido conjuntivo. Para alcançar a incisão traseira, puxe o tubo através da pele até a abertura ventral ao redor do pescoço do animal.
Segure a extremidade do tubo com grampos de artéria e deixe-o preso pelo lado direito do animal. Aplique solução salina na incisão, isole a veia jugular direita. Afaste muito suavemente qualquer tecido conjuntivo e adiposo que possa estar obstruindo sua visão e localize a veia.
Levante suavemente a veia ao redor do topo e use a pinça curva para separar o tecido adiposo e o tecido conjuntivo ao redor e sob a veia. Coloque a pinça curva sob a veia e abra-a com a mão livre. Passe uma barra de plástico estéril sob a veia.
Quando a veia estiver elevada, remova a gordura apenas o suficiente para obter uma visão clara e desobstruída da veia. Periodicamente goteje soro fisiológico na veia exposta para mantê-la molhada. Prepare nós de sutura ao redor da veia para poder prender o tubo do cateter no lugar, uma vez inserido no local jugular.
Suturas embaixo da veia em ambas as extremidades e fazem um único nó aberto muito solto em cada extremidade. Passe o tubo do cateter pelo nó superior e enrole-o sobre o fio de sutura até o resto sobre o ombro direito. Empurre a solução salina através do cateter para pesar o tubo para baixo para inserir o tubo do cateter na veia jugular.
A agulha de calibre 20 modificada é usada para perfurar a veia, molhar a veia e a agulha de inserção com solução salina para reduzir o atrito durante a inserção, puxar suavemente a barra de plástico e inserir a agulha mais perto da parte inferior da veia. Apenas o suficiente para que meio centímetro da agulha esteja dentro. Deslize o tubo do cateter pela agulha e na veia.
Não deve haver resistência. A resistência indicaria que você está no tecido conjuntivo. Para ter certeza de que você está dentro da veia, tente puxar a seringa do cateter para ver se consegue tirar sangue.
Assim que o tubo estiver no lugar, remova a agulha e empurre o bulbo do cateter até o ponto de inserção. Amarre o nó inferior e certifique-se de que o tubo do cateter esteja nivelado com a barra antes de amarrar o segundo nó logo acima do bulbo. Isso prenderá o cateter no lugar.
Remova a barra e faça um segundo nó em cada extremidade. Coloque o tubo do cateter e as roscas de sutura sob a pele antes da sutura. Use a pinça de artéria para guiar a agulha de sutura através da pele e feche a incisão.
O número de pontos varia de acordo com o Tamanho da incisão Com o animal de bruços. Posicione a base do cateter nas costas do animal. Aplique solução salina na incisão e deslize a base do cateter sob a pele.
Certifique-se de que o tubo esteja minimamente enrolado e sob a base para minimizar as chances de ser perfurado. Costure a pele ao redor da base do cateter. O número de pontos dependerá do tamanho da incisão.
Normalmente, três a quatro pontos são suficientes. Certifique-se de que o sangue ainda pode ser retirado do cateter. Por fim, lave o cateter com a solução de teína heparinizada para evitar a formação de infecções e coágulos sanguíneos.
Afrouxe o tubo conectado à cânula do cateter. Em seguida, remova o tubo salino e substitua-o rapidamente por um tubo da seringa contendo a solução de T Carin heparinizada. Lave o cateter com 0,03 a 0,05 ccs de solução.
Novamente, afrouxe o tubo conectado à cânula. Segure a tampa do cateter com a pinça e, uma vez com movimento, remova o tubo da cânula e substitua-o pela tampa do cateter. Esta etapa deve ser feita rapidamente para evitar que o sangue suba.
Aparafuse a tampa branca do cateter, certificando-se de que a tampa esteja segura sem perfurar a ponta da cânula. Dê ao camundongo injeções subcutâneas de analgésico e antibiótico. Injete o analgésico cetoprofeno de um lado na dose de cinco miligramas por quilograma e o antibiótico amicacina do outro lado na dose de 10 miligramas por quilograma.
Após interromper a anestesia, permita que o camundongo se recupere em uma gaiola limpa com fácil acesso a comida e água. Dados confiáveis de autoadministração intravenosa podem ser obtidos seguindo as técnicas apresentadas neste vídeo. No entanto, é importante manter a permeabilidade do cateter.
Isso é conseguido através da colocação cuidadosa do cateter no átrio direito, lavagem diária do cateter antes e depois das sessões de ópera e certificando-se de que a cânula do cateter esteja constantemente tampada para evitar a entrada de detritos.
Visão Geral
Este artigo detalha o paradigma de autoadministração intravenosa (IVSA), um método padrão para estudar o reforço de drogas em roedores. Ele enfatiza as técnicas cirúrgicas e procedimentos necessários para obter dados IVSA confiáveis, focando particularmente na implantação e manutenção do cateter.
Componentes Principais do Estudo
Área da Ciência
- Neurociência
- Farmacologia Comportamental
- Modelos de Roedores
Fundo
- IVSA é um método amplamente utilizado para avaliar as propriedades de reforço das drogas.
- A coleta de dados confiável é crítica para entender os mecanismos de dependência.
- Técnicas cirúrgicas adequadas são essenciais para a implantação bem-sucedida do cateter.
- A manutenção da permeabilidade do cateter é crucial para a integridade experimental.
Propósito do Estudo
- Delinear os procedimentos para cirurgia de cateterização em roedores.
- Fornecer dicas para manter a funcionalidade do cateter durante experimentos.
- Aumentar a confiabilidade da coleta de dados IVSA.
Métodos Utilizados
- Preparação de ferramentas cirúrgicas e materiais para inserção do cateter.
- Passos detalhados para implantação do cateter na veia jugular.
- Monitoramento da anestesia e condições cirúrgicas durante o procedimento.
- Técnicas para garantir a permeabilidade do cateter e prevenir obstruções.
Principais Resultados
- Foram demonstradas técnicas bem-sucedidas de implantação de cateter.
- Foram delineadas diretrizes para manter a permeabilidade do cateter.
- Foram fornecidos passos cirúrgicos detalhados para garantir a reprodutibilidade.
- Ênfase no monitoramento do bem-estar animal durante o procedimento.
Conclusões
- Técnicas cirúrgicas adequadas são vitais para estudos IVSA confiáveis.
- Manter a funcionalidade do cateter é essencial para a integridade dos dados.
- Este estudo serve como um guia abrangente para pesquisadores na área.
Perguntas Frequentes
Executive Industry Relevance
Intravenous self-administration (IVSA) in mouse models provides a critical preclinical platform for evaluating the reinforcing properties of compounds, enabling target validation in addiction and neuropsychiatric drug discovery. By allowing animals to self-administer test substances, this method reduces experimenter bias and yields quantitative data on drug intake patterns, supporting mechanistic de-risking and predictive confidence in early-stage target assessment. The approach facilitates translational continuity from target engagement to behavioral output, informing go/no-go decisions in portfolio prioritization for CNS therapeutics.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables interrogation of therapeutic hypotheses by measuring voluntary drug intake as a functional readout of target engagement in reward pathways.
- Operational Value: Supports biological de-risking through direct assessment of compound reinforcement, clarifying target liability and abuse potential early in discovery.
- Predictive Value: Generates quantitative dependent variable measurements (e.g., infusion frequency, intake patterns) that aid in predictive confidence and portfolio triage for CNS-targeted molecules.
Screening & Assay Development
- Assay Readiness: Prepares validated biological systems for downstream compound evaluation by establishing reliable catheter-based drug delivery and stable baseline responding.
- Reproducibility: Emphasizes standardized surgical techniques and catheter maintenance protocols to ensure consistent quantitative outputs across experiments and laboratories.
- Platform Utility: Enables reliable compound screening through precise measurement of drug consumption timing and quantity, supporting assay scalability and reuse in reinforcement testing.
Translational & Preclinical Research
- Disease Relevance: Models human drug self-administration behavior, providing a disease-relevant system for studying addiction mechanisms and evaluating therapeutic interventions.
- Translational Continuity: Bridges discovery and preclinical work by offering a consistent behavioral assay that can be used across target validation and lead optimization stages.
- Risk-Adjusted Advancement: Informs preclinical go/no-go decisions by identifying compounds with undesirable reinforcement profiles, reducing late-stage attrition due to abuse liability.
Pipeline & Workflow Integration
IVSA integrates into the discovery continuum from target validation through lead identification to preclinical assessment, serving as a functional assay for reinforcement liability that complements in vitro and in vivo pharmacokinetic profiling.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing and pathway clarification by linking molecular targets to motivated behavior through self-administration outcomes.
- Screening: Delivers assay readiness and quantitative outputs (e.g., infusion rate, breakpoint under progressive ratio) that enable reliable comparison of test compounds against controls.
- Analytics: Provides statistical analysis capabilities for comparing conditions, such as intake over time or response patterns, essential for evaluating compound effects and variability.
- Translational Research: Connects to preclinical continuity by maintaining a consistent behavioral readout that aligns with clinical endpoints related to drug use and relapse.
- Enterprise Reuse: Functions as a reusable platform across multiple projects and compound series, reinforcing standardization and cross-study comparability in addiction research.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Enhances predictive confidence in target validation by reducing mechanistic ambiguity through direct behavioral measurement of reinforcement.
- Operational Value: Promotes standardization and reproducibility via detailed surgical and catheter maintenance procedures, minimizing technical variability.
- Strategic Value: Improves go/no-go decision-making by identifying abuse liability early, increasing capital efficiency and reducing late-stage biological risk in CNS programs.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization by flagging compounds with high reinforcement potential, supporting informed advancement decisions.
Implementation Considerations
- Requires expertise in rodent surgery, catheterization techniques, and anesthetic monitoring to ensure animal welfare and procedural success.
- Depends on specialized instrumentation including infusion pumps, operant chambers with ultrasensitive levers, and sterile surgical tools for consistent catheter placement.
- Necessitates cross-team standardization of catheter flushing, capping, and maintenance protocols to prevent occlusion and ensure data integrity across studies.
- Involves adaptation considerations for different mouse strains, catheter types, and drug formulations, with attention to venous access and catheter patency over time.
- Includes practical limitations such as catheter-related complications (e.g., infection, thrombosis) that require vigilant monitoring and may affect longitudinal data collection.
