Um modelo de linfedema de cauda murina
10 de fevereiro de 2021
Linfedema é inchaço na extremidade causado por disfunção linfática. Descrevemos um modelo crônico de cauda murina de linfedema e o novo uso da tecnologia de nanotransfescção de tecido (TNT) para entrega genética de carga na cauda.
Linfedema é uma condição crônica sem cura. Afeta um terço das pacientes que fizeram uma cirurgia de linfonodo axilar e radiação no tratamento do câncer de mama. Ter um modelo animal válido facilita a compreensão do mecanismo e desenvolvimento de novas estratégias de tratamento.
O modelo de cauda do rato de linfedema é confiável e reprodutível com o início rápido. Exibe mudanças histológicas consistentes com linfedema humano. Demonstrando o procedimento será o Dr. Ganesh Mohan, um pós-doutorado do meu laboratório.
Para começar, posicione o rato sedado de oito semanas de idade severamente e prepare a cauda com álcool isopropílico de 70%. Use uma pinça para medir o diâmetro da cauda em incrementos de cinco milímetros a partir de 20 milímetros da base da cauda. Marque uma excisão circunferencial de três milímetros na cauda a 20 milímetros da base.
Sob ampliação microscópica cirúrgica, realize uma meticulosa excisão de pele de três milímetros de espessura total deixando toda a vasculatura subjacente intacta. Incisar a marca circunferencial superior primeiro através da dermis seguido de uma incisão de espessura total circunferencial três milímetros distal à primeira incisão. Faça uma incisão vertical de espessura total perpendicular para conectar as duas incisões, em seguida, use uma picape fina dentada para agarrar uma borda de ponta e dissecar profundamente dentro do plano avascular para a derme e superficial à veia adventitia com micro tesoura.
Injete 0,1 mililitro de 1%isosulfan azul subcutâneamente proximal na ponta da cauda. Identifique os dois canais linfáticos que aparecem azuis devido à injeção adjacente às veias laterais da cauda. Transecte cuidadosamente os linfáticos, dissecando um plano entre a veia lateral e o linfático com uma tesoura microcirúrgica reto.
Passe a ponta de uma lâmina de tesoura entre o vaso linfático e a veia lateral e feche as lâminas para transectar o vaso linfático. Quando terminar, vista a ferida da cauda com uma endereçamento claro estéril. Administre indocyanina verde 0,1 mililitro subcutâneamente na cauda do rato distal perto da ponta.
Diminua as luzes da sala e coloque perto da angiografia a laser infravermelha na configuração de buffering e realize imagens ao vivo. Após a administração do azul isosulfan na ponta da cauda, os linfáticos exibiram a cor azul. Os linfáticos foram interrompidos enquanto as veias laterais adjacentes foram preservadas.
O inchaço progressivo e o linfedema persistente sustentado na cauda do rato após a indução de linfedema é mostrado aqui. O volume da cauda do rato calculado por uma equação de cone truncado, atingiu o pico na semana quatro e platues para a semana seis seguido de melhora gradual que foi sustentada até a semana 15. Imagens de contraste de manchas laser de alta resolução foram feitas para confirmar a perfusão da cauda do rato no modelo da cauda de linfedema mostrando veias laterais feridas e veias laterais intactas para avaliação da patência vasculatura da cauda.
A linfígiografia a laser infravermelha demonstrou linfáticos intactos pré-operatórios e nenhum trânsito de ICG além do local cirúrgico pós-operatório, confirmando assim que o inchaço foi causado por disfunção linfática. A eficiência da entrega genética de cargas usando a tecnologia de nanotransfesão tecidual foi demonstrada através da entrega de DNA rotulado de fluoresceína na cauda murina. O uso de adaptações para o modelo de linfedema da cauda do camundongo e icg perto da angiografia a laser infravermelha é um modelo animal clinicamente traduzível e emocionante com implicações no tratamento.
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Visão Geral
Este estudo apresenta um modelo crônico murino de linfedema na cauda, uma condição caracterizada pelo inchaço de extremidades devido à disfunção linfática. A pesquisa destaca o uso inovador da tecnologia de nanotransfecção de tecidos (TNT) para a entrega de material genético à cauda afetada.
Componentes Principais do Estudo
Área da Ciência
- Neurociência
- Biologia
- Medicina Regenerativa
Contexto
- Linfedema é uma condição crônica sem cura, que afeta muitos pacientes após cirurgia por câncer de mama.
- Um modelo animal confiável é essencial para compreender os mecanismos e desenvolver estratégias de tratamento.
- O modelo da cauda do camundongo apresenta alterações histológicas semelhantes ao linfedema humano.
- Este estudo tem como objetivo demonstrar o procedimento e suas implicações para o tratamento.
Objetivo do Estudo
- Estabelecer um modelo reprodutível de linfedema em camundongos.
- Utilizar TNT para entrega eficaz de material genético.
- Avaliar o potencial do modelo para futuras aplicações terapêuticas.
Métodos Utilizados
- Preparação da cauda do camundongo e técnicas de excisão cirúrgica.
- Injeção de azul isossulfano para visualizar os canais linfáticos.
- Uso de angiografia a laser com infravermelho próximo para imagem em tempo real dos linfáticos.
- Avaliação das alterações no volume da cauda e da patência vascular ao longo do tempo.
Resultados Principais
- O modelo exibiu inchaço progressivo e linfedema sustentado.
- A imagem de alta resolução confirmou a integridade das veias adjacentes.
- O TNT entregou com sucesso material genético para a cauda.
- O modelo mostra potencial para aplicação clínica no tratamento do linfedema.
Conclusões
- O modelo de cauda murina é uma ferramenta válida para o estudo da linfedema.
- A TNT oferece uma abordagem inovadora para intervenções genéticas.
- Esta pesquisa abre caminho para estratégias terapêuticas futuras no manejo da linfedema.
Perguntas Frequentes
Relevância Executiva para a Indústria
O estabelecimento de modelos pré-clínicos confiáveis de disfunção linfática é essencial para reduzir os riscos na validação de alvos terapêuticos na linfedema, uma condição com necessidade médica significativa ainda não atendida. Este modelo crônico de linfedema de cauda em camundongos permite a avaliação sustentada do fenótipo ao longo de 15 semanas, possibilitando a avaliação longitudinal da eficácia de intervenções. A integração de imagem funcional e tecnologia de nanotransfeção tecidual aumenta a relevância translacional, facilitando estudos mecanicistas e a entrega direcionada de carga genética em um sistema com vasos intactos.
Aplicações Estratégicas em P&D de Biotecnologia Farmacêutica
Descoberta Inicial e Validação de Alvo
- Valor Científico: Permite a investigação de hipóteses terapêuticas específicas para o sistema linfático por meio da indução sustentada de linfedema sem comprometimento vascular.
- Valor Operacional: Oferece uma plataforma reprodutível para validar alvos envolvidos nas vias de linfangiogênese, homeostase de fluidos e fibrose.
- Valor Preditivo: Apoia a redução de riscos mecanicistas ao modelar a progressão histológica semelhante à humana, incluindo acúmulo adiposo e fibrose.
Triagem e Desenvolvimento de Ensaios
- Valor Científico: Facilita o desenvolvimento de ensaios quantitativos de função linfática utilizando linfangiografia com verde de indocianina na faixa do infravermelho próximo para leituras em tempo real.
- Valor Operacional: Permite a padronização da avaliação de perfusão por meio de imagem de contraste de padrão laser de alta resolução para confirmar a integridade arterial e venosa.
- Valor de Escalabilidade: Apoia a adaptação para triagem de alto conteúdo de compostos ou modificadores genéticos que afetam a reparação linfática.
Pesquisa Translacional e Pré-clínica
- Valor Translacional: Mantém a perfusão da cauda e inchaço sustentado por 15 semanas, melhorando a translatabilidade clínica em comparação com modelos agudos.
- Alinhamento de Biomarcadores: Permite a correlação da disfunção linfática baseada em imagem com pontos finais volumétricos e histológicos relevantes para doenças humanas.
- Continuidade Terapêutica: Possibilita a avaliação da entrega mediada por nanotransfecção tecidual como uma estratégia para intervenção genética localizada em tecidos vascularizados.
Integração de Pipeline e Fluxo de Trabalho
O modelo se insere na continuidade entre descoberta e pré-clínico ao fornecer um sistema validado para estudos de interação com o alvo antes da otimização do composto líder e testes de eficácia em contextos relevantes para a doença.
- Biologia da Descoberta: Apoia a validação orientada por hipóteses de alvos específicos do sistema linfático por meio da interrupção funcional e leituras fenotípicas.
- Prontidão do Ensaio: Gera saídas quantificáveis, incluindo medidas de volume da cauda, imagens de fluxo linfático e confirmação da patência vascular.
- Ativação de Análises: Fornece conjuntos de dados longitudinais para comparação estatística dos efeitos de intervenções em diferentes pontos temporais, até a semana 15.
- Ponte Translacional: Conecta descobertas mecanicistas à validação pré-clínica por meio de modalidades de imagem clinicamente relevantes e fenótipo sustentado.
- Reutilização da Plataforma: Estabelece um fluxo de trabalho cirúrgico e de imagem padronizado, adaptável entre laboratórios, para geração consistente do modelo.
Impacto Operacional e Empresarial
- Valor Científico: Reduz a ambiguidade biológica na validação de alvos linfáticos por meio de um modelo clinicamente relevante e cirurgicamente preciso.
- Valor Operacional: Aumenta a reprodutibilidade por meio de protocolos padronizados de excisão, clampeamento linfático e confirmação de perfusão.
- Valor Estratégico: Melhora a confiança nas decisões de avanço ou interrupção do desenvolvimento ao permitir a avaliação sustentada de fenótipos para além de modelos transitórios de inchaço.
- Impacto no Portfólio: Apoia a priorização ajustada ao risco de candidatos direcionados ao sistema linfático, utilizando um modelo com estabilidade comprovada de 15 semanas.
Considerações sobre a Implementação
- Exige experiência em microcirurgia e acesso a microscopia cirúrgica para ressecção precisa de tecidos e identificação linfática.
- Depende de infraestrutura de imagem, incluindo sistemas de contraste de speckle a laser e angiografia no infravermelho próximo, para validação funcional.
- Necessita padronização dos protocolos de cuidados e monitoramento pós-operatórios para garantir a viabilidade do retalho e a consistência do modelo.
- Envolve considerações de adaptação ao transladar o modelo para diferentes backgrounds genéticos ou modelos de comorbidades.
- Limitado pela necessidade de treinamento especializado em técnicas de entrega de nanotransfecção tecidual para aplicações de carga genética.
Perguntas Frequentes sobre Biotecnologia Farmacêutica
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
