Раннее выявление лекарственно-индуцированный почечной дисфункции гемодинамических Использование Сонографические технологии в Rats
11 марта 2016 г.
Ранняя стадия гемодинамической дисфункции имеет решающее значение для развития заболевания почек. Тем не менее, методологии обнаружения ограничены. Последние достижения в области сонографии обеспечивают неинвазивный, точный вариант раннего выявления повреждения почек. В этом исследовании изложена пошаговая сонографическая методология выявления дисфункции почек с использованием модели крысы, вызванной нефротоксичностью, вызванной лекарственными препаратами.
Общая цель этой процедуры состоит в том, чтобы предоставить пошаговую сонографическую методологию для выявления дисфункции почек с использованием модели крысы, вызванной нефротоксичностью, вызванной лекарственными препаратами. Это достигается путем предварительного позиционирования ультразвукового датчика с помощью рельсовой системы и изоляции аорты. Затем угол наклона датчика регулируется для получения полного обзора почек в центре экрана, и изображение в режиме B сохраняется с использованием максимально возможной частоты кадров.
Затем открывается цветное допплеровское акустическое окно, чтобы изолировать почечную артерию и почечную вену. Наконец, импульсная волна или желтая линия индикатора PW используется для оценки потока в правой почечной артерии, а синистор используется для сбора данных с максимально возможной частотой кадров. В конечном счете, ультразвуковая визуализация с высоким разрешением используется для отображения гемодинамических изменений в почках после острого повреждения почек, вызванного цисплатином.
Этот метод может ответить на ключевые вопросы в области мониторинга функции почек, такие как гемодинамические изменения, вызванные повреждением почек. Хотя этот метод может дать представление о почечной гемодинамике, он также может быть применен к другим системам, таким как модели мышей. В день 0, после обезболивания животных в соответствии с текстовым протоколом и нанесения глазной мази, используйте лезвие No40 и крем для депиляции для удаления шерсти с груди.
Во время мониторинга жизненных показателей животного установите ультразвуковую систему высокого разрешения MS250 с центральной частотой 21 МГц, подключенную к активному порту, и предустановленное приложение на почке. Поместите животное под наркозом в лежачее положение на платформе и с помощью рельсовой системы расположите ультразвуковой зонд по средней линии на животном под углом 90 градусов к левой парастернальной линии, изолирующей аорту. Из этого положения сдвиньте платформу с животным так, чтобы зонд оказался на уровне левой или правой почечной артерии.
С помощью микроманипуляторов просмотрите почечную артерию. Затем отрегулируйте угол наклона зонда, слегка наклонив его вдоль оси Y для получения полного обзора почки в центре экрана. После того, как изображение почечной лоханки и почечной артерии будут получены, используйте максимально допустимую частоту кадров для используемого зонда.
Затем нажмите цветную допплеровскую клавишу на клавиатуре, чтобы включить цветное доплеровское акустическое окно. Убедитесь, что глубина фокусировки находится в центре почки. Используйте sinistore для записи данных с максимально возможной частотой кадров.
Чтобы получить изображение в режиме импульсной волны или PW, нажмите клавишу PW, чтобы на экране появилась желтая линия индикатора. С помощью ключа угла PW поместите желтую линию в почечной артерии под углом, параллельным направленности потока через сосуд, при этом угол допплера составляет менее 60 градусов. В этом режиме акустическое окно разбивается на верхнюю и нижнюю секции.
Используйте sinistore для получения изображения осциллограмм, указывающих на скорость артериального кровотока на пике систолы и диастолы. После визуализации поместите животное под нагревательную лампу в чистой зоне восстановления в лежачем положении на грудине. Постоянно контролируйте жизненные показатели животного до полного выздоровления от анестезии, прежде чем возвращать его в помещение для содержания животных.
Через двадцать четыре часа после проведения исходной визуализации введите межбрюшинную инъекцию 10 мг на килограмм цисплатина в разовой дозе животным, проводящим лечение. Ввести контрольным животным физиологический раствор в обычном физиологическом растворе. Следуя приведенному здесь графику и одновременно наблюдая за жизненными показателями животного, проведите ультразвуковую визуализацию, как показано ранее в видео.
Проводите анализ данных в соответствии с указаниями в текстовом протоколе. Изображения, представленные в этом исследовании, были сделаны одним оператором, а данные визуализации были проанализированы одним исследователем. Результаты показали, что у животных, получавших цисплатин, уровень креатинина в сыворотке крови варьировался от 0,5 до 2,1 на 6-й день.
Нормальный уровень креатинина составляет менее 1,1. Ультразвуковые изображения обладают высокой чувствительностью к гистологическим данным, показанным в следующих исследованиях. На 6-й день гистология продемонстрировала устойчивые паттерны острых интерстициальных повреждений канальцев в почках, получавших цисплатин, по сравнению с нормальными животными, получавшими физиологический раствор.
При использовании ультразвуковой визуализации высокого разрешения для измерения гемодинамических изменений в почках не было изменений морфологии у животных без лечения цисплатином в период с 0 по 6 день, в то время как морфология pulsus parvus была обнаружена у животных, получавших цисплатин, на 6 день. RI расшифровывается как Resistive Index (Резистивный индекс), а PI — Pulsatile Index. Верхние пределы нормальных RI и PI составляют 0,7 и 1,15 соответственно у крыс.
Измерение этих показателей для оценки гемодинамических изменений в почках продемонстрировало значительное увеличение у животных, получавших цисплатин, на 6-й день. При попытке выполнить эту процедуру важно убедиться, что у животного нормальные жизненные показатели под анестезией. После своего развития этот метод проложил путь исследователям в области ультразвуковых гемодинамических изменений почек после острого повреждения почек.
После просмотра этого видео у вас должно быть хорошее понимание того, как визуализировать почку с помощью модели острого повреждения почек на маленьком животном.
Обзор
Это исследование представляет подробную ультразвуковую методологию для выявления дисфункции почек в модели крысы с лекарственной нефротоксичностью. Используя высококачественное ультразвуковое исследование, метод направлен на получение информации об гемодинамических изменениях после острой почечной травмы.
Ключевые компоненты исследования
Область науки
- Нефрология
- Ультразвуковое исследование
- Животные-модели
Фон
- Развитие почечных заболеваний связано с ранней гемодинамической дисфункцией.
- Текущие методы обнаружения почечной травмы ограничены.
- Достижения в области ультразвуковых исследований предлагают неинвазивный вариант обнаружения.
- Это исследование фокусируется на модели крысы для изучения этих методов.
Цель исследования
- Изложить пошаговую ультразвуковую методологию для выявления дисфункции почек.
- Оценить гемодинамические изменения в почках после лечения Цисплатином.
- Предоставить основу для мониторинга функции почек в исследовании.
Используемые методы
- Размещение ультразвукового зонда и изоляция аорты.
- Регулировка углов зонда для оптимального ультразвукового исследования почек.
- Использование цветного допплеровского сканирования для оценки потока крови в почечной артерии и вене.
- Введение Цисплатина и мониторинг гемодинамических изменений со временем.
Основные результаты
- У животных, получающих лечение Цисплатином, наблюдались повышенные уровни креатинина в сыворотке.
- Высококачественное ультразвуковое исследование показало значительные гемодинамические изменения.
- Гистологический анализ подтвердил острые тубулярные интерстициальные повреждения.
- Индекс сопротивления и пульсирующий индекс были существенно изменены у леченых животных.
Выводы
- Предложенный ультразвуковой метод эффективен для выявления дисфункции почек.
- Он предоставляет ценную информацию об гемодинамике почек после травмы.
- Эта техника может быть адаптирована для других животных-моделей в почечных исследованиях.
Часто задаваемые вопросы
Executive Industry Relevance
Early detection of drug-induced renal hemodynamic dysfunction addresses a critical gap in preclinical safety assessment, where traditional biomarkers like serum creatinine lag behind physiological changes. This sonographic approach enables mechanistic de-risking by identifying vascular alterations prior to structural damage, supporting predictive confidence in lead optimization. For biopharma R&D, integrating noninvasive hemodynamic monitoring improves translational continuity and reduces late-stage attrition due to unanticipated nephrotoxicity.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables interrogation of therapeutic hypotheses by linking compound exposure to early hemodynamic shifts in renal function.
- Operational Value: Provides a noninvasive, serial monitoring capability that reduces animal use and supports longitudinal study designs.
- Predictive Value: Resistive Index (RI) and Pulsatile Index (PI) serve as quantifiable biomarkers that precede serum creatinine elevation, improving early safety signal detection.
Screening & Assay Development
- Assay Readiness: Establishes standardized hemodynamic parameters (RI, PI, peak-systolic velocity, end-diastolic velocity, VTI) for reproducible compound screening in rodent models.
- Quantitative Output: Generates continuous, numerical readouts that enable dose-response modeling and threshold-based go/no-go decisions.
- Platform Scalability: Compatible with high-frequency ultrasound systems and adaptable to mouse models, supporting cross-species validation in discovery pipelines.
Translational & Preclinical Research
- Disease Relevance: Models clinically relevant acute kidney injury (AKI) hemodynamic precursors, aligning with human pathophysiology where vascular changes precede biomarker rise.
- Translational Continuity: Bridges discovery and preclinical stages by providing functionally relevant readouts that predict later histopathological outcomes.
- Risk-Adjusted Advancement: Supports go/no-go decisions based on hemodynamic deterioration, reducing progression of compounds with latent nephrotoxic potential.
Pipeline & Workflow Integration
This method fits within the discovery-to-preclinical continuum, specifically enhancing lead identification and preclinical safety assessment by providing early hemodynamic biomarkers that inform compound selection and advancement.
- Discovery Biology: Supports mechanistic de-risking by revealing compound-induced alterations in renal blood flow before overt toxicity manifests.
- Screening: Enables assay standardization through reproducible Doppler-derived metrics, facilitating high-confidence compound profiling.
- Analytics: Delivers quantitative hemodynamic indices (RI, PI, velocity metrics) that allow objective comparison across treatment groups and time points.
- Translational Research: Connects early vascular dysfunction to histopathological injury, strengthening the predictive value of preclinical models.
- Enterprise Reuse: Represents a noninvasive, serial imaging platform applicable across multiple therapeutic areas and target classes requiring renal safety evaluation.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence in nephrotoxicity assessment by detecting functional changes before structural damage or biomarker elevation.
- Operational Value: Enhances reproducibility and reduces variability through standardized probe positioning, Doppler settings, and serial imaging protocols.
- Strategic Value: Improves capital efficiency by enabling earlier termination of nephrotoxic candidates, minimizing investment in high-risk leads.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization by identifying compounds with early hemodynamic liability, informing safer advancement decisions.
Implementation Considerations
- Requires expertise in small animal ultrasound imaging and Doppler hemodynamics interpretation.
- Dependent on high-resolution ultrasound systems (21 MHz or higher) with color and pulsed wave Doppler capabilities.
- Necessitates standardization of animal positioning, probe angle, and acquisition settings across studies and operators.
- Adaptation across models (e.g., rats to mice) may require frequency and depth adjustments due to anatomical differences.
- Practical limitations include operator dependency and the need for controlled physiological conditions (e.g., anesthesia stability) to ensure measurement validity.
