Um Protocolo para a Construção de um Modelo de Ferida em Rato de Diabetes Tipo 1
17 de fevereiro de 2023
O modelo de feridas diabéticas induzidas por estreptozotocina em ratos machos com SD é atualmente o modelo mais amplamente utilizado para estudar a cicatrização de feridas no diabetes mellitus tipo I. Este protocolo descreve os métodos usados para construir este modelo. Também apresenta e aborda potenciais desafios e examina a progressão e as características angiogênicas das feridas diabéticas.
Muitos detalhes do processo de modelagem da ferida do diabetes tipo 1 são propensos a erros. É um desafio difícil para pesquisadores experientes. Como resultado, faz-se necessária a utilização deste protocolo.
Da maneira mais simples possível, essa técnica pode efetivamente replicar algumas características das feridas diabéticas crônicas, como ausência de cicatrização, retardo na reepitelização e redução da angiogênese. A solução de estreptozotocina deve ser utilizada imediatamente após a preparação. Ao criar a ferida, procure que o tamanho e a localização da ferida devem ser regulados.
Comece dissolvendo o pó de estreptozotocina em uma quantidade apropriada de 0,1 moles por litro de tampão citrato de sódio para atingir uma concentração de 1% e agite-o por 30 segundos usando um oscilador de drogas antes de colocá-lo em uma caixa agradável. Para injeção intraperitoneal de solução de estreptozotocina a 1%, segure o rato e exponha a pele abdominal no local da injeção. Desinfete o local da injeção duas vezes usando uma bola de algodão embebida em álcool a 75% e coloque a cabeça do rato abaixo do abdômen.
Insira a agulha paralela à linha média abdominal a 45 graus. Em seguida, reduza o ângulo da agulha para 30 graus e insira de dois a três milímetros. Puxe suavemente o tampão da agulha, injete a solução de estreptozotocina e puxe a agulha antes de aplicar um cotonete.
Para medir os níveis causais de glicose no sangue às 9:00 da manhã do dia 3 e do dia 7, encontre a localização da veia caudal. Desinfetar a cauda do rato duas vezes usando álcool a 75% antes de puncionar a veia caudal para induzir sangramento e medir a glicemia usando um glicosímetro. Uma vez feito, pare o sangramento com um cotonete.
Faça a barba da área de 5 por 5 centímetros no dorso do rato com uma navalha elétrica um dia antes da modelagem da ferida. Limpe a área raspada com uma bola de algodão salina normal morna e deixe secar para aplicar creme depilatório por cinco minutos. Limpe a área com gaze e lave qualquer creme depilatório residual com soro fisiológico normal morno.
Em seguida, desinfetar a pele dorsal duas vezes usando bolas de algodão embebidas em iodo e álcool 75% nas rodadas alternativas. Após a secagem, corte a pele com um punch de biópsia circular de 20 milímetros de diâmetro. Cuide da pele com pinças e, em seguida, use tesouras cirúrgicas para remover toda a espessura da pele ao longo das marcas de corte de perfuração.
Uma vez feito, pare o sangramento com uma bola de algodão salina normal. Cubra a ferida com gaze de vaselina. O diabetes foi induzido em todos os ratos após três dias da injeção de estreptozotocina, com glicemia superior a 16,7 milimoles por litro.
O nível glicêmico foi estabilizado cinco semanas após a indução. O peso do grupo diabético aumentou gradualmente após a injeção de estreptozotocina. O peso diminuiu na semana 3 e aumentou lentamente novamente a partir da semana 4.
Em contraste, o peso do rato do grupo normal aumentou de forma constante. A média de peso após os três dias de indução do diabetes foi maior do que a do grupo diabético. A análise macroscópica realizada nos dias 7 e 14 após o ferimento revelou que a reepitelização foi mais pronunciada nos ratos do grupo normal do que no grupo diabético.
Os resultados quantitativos do dia 7 e do dia 14 revelaram que a taxa de cicatrização de feridas foi significativamente menor no grupo diabético do que no grupo normal. No entanto, no 14º dia, a taxa de cicatrização de feridas estava acima de 90% no grupo diabético. As feridas diabéticas apresentaram perda parcial dos folículos pilosos e glândulas sebáceas com menor número de capilares visíveis.
Na angiogênese da ferida analisada pela imunomarcação para CD31, a densidade óptica média da expressão de CD31 mostrou que a angiogênese no local da ferida foi significativamente maior no grupo normal do que no grupo diabético. Ao modelar a ferida, certifique-se de que a pele da espessura anterior seja removida, incluindo a epiderme, derme e tecido subcutâneo.
Visão Geral
Este artigo apresenta um protocolo para criar um modelo de ferida diabética induzida por estreptozotocina em ratos machos da linhagem SD, um método amplamente utilizado para estudar a cicatrização de feridas no diabetes melito tipo I. O texto aborda desafios potenciais e examina as características angiogênicas de feridas diabéticas.
Componentes Principais do Estudo
Área da Ciência
- Neurociência
- Pesquisa sobre Diabetes
- Cura de Feridas
Contexto
- A diabetes melito tipo 1 está associada à cicatrização de feridas prejudicada.
- A estreptozotocina é comumente usada para induzir diabetes em modelos animais.
- Compreender os mecanismos da cicatrização de feridas em condições diabéticas é essencial para desenvolver tratamentos eficazes.
- Os desafios na replicação das características de feridas diabéticas exigem protocolos padronizados.
Objetivo do Estudo
- Fornecer um protocolo detalhado para induzir diabetes e criar um modelo de ferida em ratos.
- Avaliar o processo de cicatrização e a angiogênese em feridas diabéticas.
- Destacar as diferenças no processo de cicatrização de feridas entre ratos diabéticos e normais.
Métodos Utilizados
- Indução de diabetes mediante injeção intraperitoneal de estreptozotocina.
- Criação de uma ferida padronizada utilizando um punch de biópsia circular.
- Monitoramento dos níveis de glicose sanguínea para confirmar a indução de diabetes.
- Avaliação da cicatrização da ferida e da angiogênese por meio de análises macroscópicas e imuno-histoquímicas.
Resultados Principais
- Ratos diabéticos exibiram reepitelização retardada e angiogênese reduzida em comparação com ratos normais.
- As taxas de cicatrização de feridas foram significativamente menores em ratos diabéticos nos dias 7 e 14.
- A angiogênese, medida pela expressão de CD31, foi acentuadamente maior em ratos normais.
- Feridas em ratos diabéticos mostraram perda parcial de folículos pilosos e menos capilares visíveis.
Conclusões
- O modelo de ferida diabética induzida por estreptozotocina mimetiza efetivamente feridas diabéticas crônicas.
- Este modelo pode ser utilizado para estudar os mecanismos subjacentes à cicatrização prejudicada de feridas no diabetes.
- Pesquisas futuras podem se basear neste protocolo para explorar intervenções terapêuticas.
Perguntas Frequentes
Relevância Executiva para a Indústria
Modelos pré-clínicos robustos de feridas crônicas diabéticas são essenciais para avaliar hipóteses terapêuticas e reduzir os riscos de estratégias translacionais voltadas à cicatrização prejudicada no diabetes tipo 1. Este protocolo padroniza a indução e avaliação da patologia de feridas diabéticas em ratos, permitindo a mensuração reprodutível do fechamento da ferida, da reepitelização e da angiogênese. A construção confiável do modelo nesta fase sustenta a confiança preditiva para triagens subsequentes e estudos mecanicistas na cadeia de desenvolvimento biofarmacêutico.
Aplicações Estratégicas em P&D de Biotecnologia Farmacêutica
Descoberta Inicial e Validação de Alvo
- Permite a investigação dos mecanismos de cicatrização de feridas em condições diabéticas para validação de alvos.
- Auxilia na redução de riscos biológicos ao replicar características de feridas crônicas, como retardo na reepitelização e angiogênese reduzida.
- Facilita a confiança preditiva na seleção de candidatos ao fornecer métricas quantitativas de cicatrização de feridas.
Triagem e Desenvolvimento de Ensaios
- Prepara um sistema in vivo validado para avaliar intervenções no processo de cicatrização de feridas em um contexto relevante para a doença.
- Padroniza a criação e a mensuração de feridas, favorecendo a reprodutibilidade e a comparabilidade dos ensaios.
- Gera resultados quantitativos (área da ferida, marcadores de angiogênese) para avaliação confiável de compostos.
Pesquisa Translacional e Pré-clínica
- Alinha as características do modelo pré-clínico com a patologia da ferida diabética humana para garantir continuidade translacional.
- Permite decisões de avanço ajustadas ao risco ao fornecer leituras mecanicistas e fenotípicas relevantes para a cicatrização de feridas crônicas.
- Apoia a análise de biomarcadores (por exemplo, CD31 para angiogênese) para orientar os pontos finais translacionais.
Integração de Pipeline e Fluxo de Trabalho
Este protocolo estabelece o modelo de ferida diabética em rato como uma ferramenta fundamental desde a descoberta inicial até a avaliação pré-clínica de terapêuticas para cicatrização de feridas.
- Biologia da Descoberta: Facilita a verificação de hipóteses sobre vias de cicatrização prejudicada e angiogênicas na diabetes.
- Triagem: Oferece uma plataforma reprodutível para avaliação quantitativa da eficácia de candidatos in vivo.
- Análises: Fornece medidas padronizadas da área da ferida e da angiogênese para comparação entre estudos.
- Pesquisa Translacional: Conecta descobertas e validação pré-clínica ao modelar características de feridas crônicas observadas em pacientes.
- Reutilização Empresarial: Estabelece um modelo reutilizável e padronizado para pesquisas contínuas sobre cicatrização de feridas e avaliação de compostos.
Impacto Operacional e Empresarial
- Valor Científico: Aumenta a confiança preditiva e reduz a ambiguidade mecanicista em estudos de cicatrização de feridas diabéticas.
- Valor Operacional: Aprimora a reprodutibilidade e a padronização entre equipes e estudos de pesquisa.
- Valor Estratégico: Melhora a tomada de decisões de avanço ou interrupção e a eficiência do capital ao fornecer dados pré-clínicos robustos.
- Impacto no Portfólio: Apoia a priorização ajustada ao risco de candidatos à cicatrização de feridas para avanço.
Considerações sobre a Implementação
- Exige experiência em manejo de animais, técnica cirúrgica e indução de diabetes.
- Necessita acesso a equipamentos para monitoramento da glicemia e análise histopatológica.
- Exige padronização rigorosa entre equipes nos protocolos de criação e mensuração de feridas.
- Pode exigir adaptação para diferentes linhagens de ratos ou tamanhos de ferida, conforme os objetivos da pesquisa.
- A estabilidade do modelo e as taxas de mortalidade dependem da precisão na dosagem e na exatidão dos procedimentos.
