Melhorando a osteoartrite em camundongos usando nanopartículas de prata
2 de junho de 2023
Apresentamos aqui um protocolo para o uso de nanopartículas de prata para melhorar efetivamente os sintomas agudos de camundongos com osteoartrite induzida por colagenase tipo II, incluindo inflamação sinovial, hiperplasia sinovial, hiperplasia vascular, etc.
Este método tem potencial para ser utilizado como uma nova estratégia clínica na osteoartrite do joelho. Esta técnica é segura, simples para injeções locais, e o tratamento é eficaz na experimentação animal. Nanopartículas de prata podem ser aplicáveis em outras doenças inflamatórias e precisam de mais pesquisas.
É importante, então, ter cuidado ao injetar o tamanho do joelho dos camundongos, garantindo o procedimento correto. Avaliar o preenchimento da mão da articulação do joelho nos joelhos e evitar qualquer vazamento de drogas. Comece colocando um mouse anestesiado em uma mesa cirúrgica.
Tape os membros do mouse e, em seguida, raspe o pelo com uma navalha. Em seguida, desinfete a região raspada três vezes com esfoliantes alternados de iodofórmio a 0,1% e álcool. Com tesoura, faça uma incisão na pele, expondo sequencialmente o tecido subcutâneo e o ligamento infrapatelar.
Com uma seringa de insulina de um mililitro, injete 10 unidades de colagenase tipo dois na cavidade articular. Sutura o tecido subcutâneo e, em seguida, sutura a pele. Agora esterilizar a área suturada com iodofórmio a 0,1%.
Coloque o rato em gaiolas ventiladas individualmente assim que acordar da anestesia. Comece adicionando 400 microlitros de colágeno tipo um a um tubo de microcentrífuga de 1,5 mililitro colocado no gelo. Agora, adicione 200 microlitros de PABX, misture bem e coloque os tubos no gelo.
Adicione 400 microlitros de nanopartículas de prata a esta suspensão, fazendo com que a concentração final de nanopartículas seja de um mili mole. Misture bem a suspensão. Uma semana após a injeção de colagenase, remova os camundongos KOA de suas gaiolas.
Antes de injetar nanopartículas de prata, anestesiar e preparar cirurgicamente o camundongo como demonstrado anteriormente. Use tesoura para expor sequencialmente a pele, o tecido subcutâneo e os ligamentos do joelho. Em seguida, usando a agulha de uma seringa de insulina de um mililitro, entre na cavidade articular em um ângulo de 15 graus e injete lentamente 20 microlitros da mistura de colágeno de nanopartículas de prata.
Durante a injeção, a articulação do joelho inchará, garantindo uma injeção de droga bem-sucedida. Depois de suturar e esterilizar o local cirúrgico como antes, coloque os camundongos em gaiolas ventiladas individualmente assim que a anestesia terminar. Esterilizar cirurgicamente e dissecar os membros do camundongo eutanasiado.
Colher as articulações do joelho, incluindo o fêmur e a tíbia, e remover o tecido muscular. Coletar os tecidos articulares do joelho, incluindo o fêmur e a tíbia e o ligamento mole circundante. Cápsula em formalina a 10% para preservação e fixação.
Após a fixação noturna dos tecidos, embutir os cortes em parafina. Usando um micrótomo, corte os tecidos embutidos em seções de 0,4 micro espessura. Submeter os tecidos a diferentes técnicas de coloração.
O peso corporal médio dos camundongos KOA foi significativamente menor do que o dos camundongos do grupo controle. O peso corporal médio dos camundongos do grupo colagenase tipo dois e nanopartículas de prata foi maior em comparação com os camundongos KOA. A coloração HE mostrou que a espessura sinovial dos camundongos do grupo KOA foi significativamente maior em comparação com o grupo controle.
A espessura sinovial do grupo tratado com nanopartículas foi reduzida em relação ao grupo KOA. A hiperplasia vascular da sinóvia foi observada no grupo KOA e foi significativamente reduzida no grupo tratado com nanopartículas. A coloração com safranina-O revelou uma matriz cartilaginosa destruída em camundongos KOA, enquanto os camundongos tratados com a mistura de colágeno nanoparticulado mostraram uma matriz cartilaginosa significativamente melhor.
Os escores de características morfológicas foram maiores no grupo tratado com colágeno II em relação ao grupo controle. A coloração imunoistoquímica demonstrou menor infiltração neutrofílica nas regiões sinoviais dos camundongos tratados com nanopartículas em comparação com o grupo KOA. É importante evitar o bloqueio do fármaco durante a injeção de colagenase tipo II e várias nanopartículas.
O efeito terapêutico de várias nanopartículas poderia ser tentado em modelos animais de lesão do ligamento cruzado anterior.
Visão Geral
Este artigo apresenta um protocolo para o uso de nanopartículas de prata no alívio dos sintomas agudos da osteoartrite induzida por colagenase tipo II em camundongos. O método demonstra eficácia na redução da inflamação sinovial e da hiperplasia.
Componentes Principais do Estudo
Área da Ciência
- Neurociência
- Biologia
- Pesquisa sobre Artrose
Contexto
- A osteoartrite induzida por colagenase do tipo II é um modelo comum para o estudo da osteoartrite do joelho.
- As nanopartículas de prata mostraram potencial no tratamento da inflamação.
- As técnicas de injeção local são fundamentais para um tratamento eficaz.
- São necessárias mais pesquisas para explorar a aplicabilidade das nanopartículas de prata em outras doenças inflamatórias.
Objetivo do Estudo
- Avaliar a eficácia de nanopartículas de prata no tratamento dos sintomas de osteoartrite em camundongos.
- Estabelecer um protocolo de injeção seguro e simples para tratamento local.
- Avaliar o potencial para aplicações mais amplas em doenças inflamatórias.
Métodos Utilizados
- Injeção de colagenase tipo II na articulação do joelho de camundongos anestesiados.
- Preparação de uma mistura de colágeno com nanopartículas de prata para injeção subsequente.
- Avaliação da espessura sinovial e da integridade da matriz cartilaginosa por meio de coloração histológica.
- Monitoramento das alterações no peso corporal em grupos tratados versus controles.
Resultados Principais
- Redução significativa na espessura sinovial em camundongos tratados com nanopartículas em comparação com o grupo KOA.
- Melhora na integridade da matriz cartilaginosa observada em camundongos tratados.
- Infiltração reduzida de neutrófilos nas regiões sinoviais de camundongos tratados com nanopartículas.
- O peso corporal de camundongos tratados com nanopartículas foi maior do que o de camundongos KOA.
Conclusões
- As nanopartículas de prata melhoram efetivamente os sintomas de osteoartrite em camundongos.
- O método de injeção é seguro e pode ser facilmente realizado.
- São necessários mais estudos para explorar o potencial terapêutico em outras condições inflamatórias.
Perguntas Frequentes
Relevância Executiva para a Indústria
A administração de nanopartículas de prata em um modelo murino de osteoartrite do joelho demonstra uma abordagem inovadora para modular vias inflamatórias e a patologia sinovial em sistemas pré-clínicos relevantes para a doença. Resultados histológicos e imunohistoquímicos quantitativos fornecem confiança preditiva para a validação precoce de alvos e a redução de riscos mecanicistas. Este protocolo sustenta a continuidade translacional da biologia descritiva até a avaliação pré-clínica em portfólios de doenças articulares inflamatórias.
Aplicações Estratégicas em P&D de Biofármacos
Descoberta Inicial e Validação de Alvos
- Permite a investigação dos mecanismos inflamatórios e da hiperplasia sinovial em modelos de osteoartrite.
- Apoia a validação funcional de alvos ao quantificar a infiltração de neutrófilos e a espessura sinovial.
- Oferece desvio mecanicista de riscos para estratégias anti-inflamatórias em doenças articulares degenerativas.
Desenvolvimento de Triagem e Ensaios
- Estabelece um sistema in vivo validado para avaliar agentes anti-inflamatórios em patologias articulares.
- Fornece leituras quantitativas reprodutíveis por meio de coloração histológica e imunohistoquímica.
- Facilita a padronização de ensaios para triagem de compostos em modelos de doenças inflamatórias.
Pesquisa Translacional e Pré-clínica
- Alinha-se a desfechos relevantes para a doença, como integridade da matriz da cartilagem e vascularização sinovial.
- Permite decisões de avanço ajustadas ao risco com base em desfechos quantitativos em nível tecidual.
- Apóia a continuidade do descobrimento mecanicista até a prova pré-clínica de conceito na pesquisa de osteoartrite.
Integração de Pipeline e Fluxo de Trabalho
Este protocolo integra desde a descoberta inicial até a validação pré-clínica, apoiando a identificação de compostos líderes e a redução de riscos mecanicistas em pipelines de doenças articulares inflamatórias.
- Biologia da Descoberta: Quantifica a infiltração de células inflamatórias e alterações sinoviais para esclarecer hipóteses terapêuticas.
- Triagem: Fornece leituras padronizadas e reprodutíveis in vivo para avaliação de compostos anti-inflamatórios.
- Análises: Permite a comparação estatística da espessura sinovial, integridade da cartilagem e presença de células imunes entre grupos.
- Pesquisa Translacional: Conecta achados mecanicistas a desfechos pré-clínicos relevantes para a progressão da osteoartrite.
- Reutilização Empresarial: Oferece uma plataforma in vivo reutilizável para testar diversas modalidades anti-inflamatórias em modelos de doenças articulares.
Impacto Operacional e Empresarial
- Valor Científico: Aumenta a confiança preditiva na validação de alvos anti-inflamatórios e reduz a ambiguidade mecanicista.
- Valor Operacional: Padroniza procedimentos in vivo e análise quantitativa de tecidos para reprodutibilidade.
- Valor Estratégico: Orienta decisões de prosseguir/não prosseguir e reduz riscos biológicos em estágios avançados em portfólios de osteoartrite.
- Impacto no Portfólio: Apoia a priorização ajustada ao risco de estratégias anti-inflamatórias para doenças articulares degenerativas.
Considerações sobre a Implementação
- Requer experiência em cirurgia de pequenos animais e técnicas de injeção articular local.
- Necessita acesso à infraestrutura para análise histológica e imunohistoquímica.
- Exige padronização entre equipes dos protocolos de injeção e processamento de tecidos.
- Pode ser necessária adaptação para outros modelos de articulações inflamatórias ou degenerativas.
- Manuseio cuidadoso é essencial para evitar vazamento do fármaco ou erros de injeção em articulações pequenas.
Perguntas Frequentes sobre Biotecnologia Farmacêutica
Chapters in this video
0:00
Introduction
0:44
Knee Osteoarthritis (KOA) Mouse Model Establishment
1:41
Synthesis of Silver Nanoparticle and Treatment of Collagenase‐Induced KOA Mice
3:10
Staining of the Collected Knee Joint and Synovial Tissue
3:55
Results: Comparative Analysis of KOA and Silver Nanoparticle‐Treated Murine Groups
5:24
Conclusion
