Модель плеврального выпота в крыс на трахею инстилляции полиакрилат/Nanosilica
12 апреля 2019 г.
Здесь мы представляем протокол построить модель плеврального выпота в крыс на трахею инстилляции полиакрилат/nanosilica.
Этот метод может дать представление о токсичности наноматериалов и может быть применен для изучения легочной токсичности. Этот метод был получен для изучения эффектов полиакрилата / наносилики индуцированной плевральной выпота. Перед началом закапывания, sonicate свежий, 10-миллилитр, полиакрилат / наносилика подвески в нормальном солевом растворе в течение 20 до 30 минут, а затем 10 минут вихря, прежде чем разбавить подвески до 3,125, 6,25 и 12,5 миллиграмма на миллилитр концентрации.
Далее, подтвердить отсутствие реакции на щипать ногой в анестезированной крысы, и исправить передние зубы животного на доске с куском нейлоновой строки. Использование типсов и лобной позволяет, осторожно открыть рот, чтобы визуализировать трещину glottis, и вставить тонкую трубку в двусторонний бронхов. Затем привить 0,5 миллилитров частиц полиакрилата/наносилики через трубку в легкие, и поместить крысу в положение лежа с мониторингом до полного выздоровления.
В первые, три, семь и 14 дней после закапывания используйте электрическую бритву, чтобы удалить волосы из грудной клетки и верхней части живота каждой обезболивающей крысы, и поместите крысу на монтажную пластину ультразвуковой системы с линейным преобразователями массива в положении на спине. Нанесите ультразвуковой гель на обываемую кожу и поместите преобразоваваека на межреберную область и подреберную область для обнаружения плевральной жидкости. Для точного выявления выпота выберите левую и правую боковое положение для проведения ультразвукового обследования.
На седьмой день, как плеврального выпота и перикардиального выпота обнаруживаются в 6,25 миллиграмма на килограмм на миллилитр привили группы. На седьмой и 14-й день, КТ грудной клетки сканирование 12,5 миллиграмм на килограмм привил животных являются ненормальными на тупой задней costophrenic угол, намекая на небольшое количество плеврального выпота. Передача электронной микроскопии плевральных образцов выпота показывает наносилики наночастиц индивидуально и в кластерах с морфологией в соответствии с тем, что наблюдается для наночастиц в подготовленной подвеске.
Самое главное, чтобы помнить, чтобы визуализировать трещину glottis и вставить тонкую трубку в двусторонний бронхов. Наночастицы также могут быть привиты путем вдыхания или внутривенной инъекции, так как оба метода были выполнены в предыдущих исследованиях. Этот метод полезен для изучения развития плеврального выпота.
Просмотрите полный транскрипт и получите доступ к тысячам научных видео
Обзор
В данной статье представлен протокол создания модели плеврального выпота у крыс с использованием полиакрилата/нанокремнезема путем интратрахеального введения. Метод направлен на изучение токсичности наноматериалов и их влияния на здоровье легких.
Основные компоненты исследования
Область науки
- Токсикология
- Пульмонологические исследования
- Наноматериалы
Теоретические сведения
- Модели плеврального выпота имеют важное значение для изучения заболеваний легких.
- Полиакрилат/нанокремнезем представляет собой наноматериал с потенциальной легочной токсичностью.
- Понимание воздействия таких материалов может помочь в разработке правил техники безопасности.
- Данная модель может помочь в оценке биологического воздействия наноматериалов.
Цель исследования
- Разработать надежную модель плеврального выпота на животных.
- Исследовать легочную токсичность полиакрилата/нанокремнезема.
- Предложить метод для будущих исследований воздействия наноматериалов.
Используемые методы
- Соникация суспензии полиакрилата и нанокремнезема в физиологическом растворе.
- Приготовление суспензий различных концентраций.
- Интратрахеальное введение суспензии наркотизированным крысам.
- Наблюдение за крысами после введения до полного восстановления.
Основные результаты
- Протокол успешно индуцировал плевральный выпот на модели крысы.
- Результаты наблюдений указали на потенциальную токсичность наноматериалов.
- Данная модель может быть использована для дальнейших исследований воздействий на легкие.
- Полученные результаты способствуют пониманию безопасности наноматериалов.
Выводы
- Разработанная модель эффективна для изучения плеврального выпота.
- Полученные данные могут помочь в оценке рисков, связанных с наноматериалами.
- Данное исследование подтверждает необходимость проведения оценки безопасности наноматериалов.
Часто задаваемые вопросы
Практическая значимость для промышленности
Данная модель плеврального выпота позволяет снизить механистические риски при изучении пульмотоксичности, индуцированной наноматериалами, предоставляя воспроизводимую систему in vivo для оценки дозозависимых воспалительных ответов. Она способствует валидации мишеней в нанотоксикологии, связывая воздействие наночастиц с накоплением плевральной жидкости, что является клинически значимым конечным показателем. Модель повышает прогностическую достоверность на ранних этапах разработки, обеспечивая количественную оценку биораспределения наночастиц и патологического прогрессирования в системе, релевантной данному заболеванию.
Стратегическое применение в биофармацевтических исследованиях и разработках
Ранний поиск и валидация мишени
- Научная ценность: позволяет проверить терапевтические гипотезы относительно вызванного наночастицами воспаления плевры и активации соответствующих сигнальных путей.
- Операционная ценность: обеспечивает функциональную валидацию мишеней с помощью анализа дозозависимого плеврального выпота при концентрациях 3.125, 6.25 и 12.5 mg/kg.
- Прогностическая ценность: способствует сортировке портфеля разработок путем выявления наноматериалов со значительным потенциалом легочной токсичности при низких дозах.
Скрининг и разработка анализа
- Научная ценность: Подготовка валидированных образцов плеврального выпота для последующего анализа биораспределения наночастиц и маркеров воспаления.
- Практическая ценность: Стандартизация методов обнаружения с помощью УЗИ и КТ для воспроизводимого количественного определения объема выпота с течением времени.
- Готовность к скринингу: Обеспечение возможности масштабируемой оценки библиотек наночастиц с использованием неинвазивных конечных точек визуализации.
Трансляционные и доклинические исследования
- Трансляционная значимость: Отражает реакции плеврального выпота человека на воздействие наночастиц, что обосновывает возможность экстраполяции данных между видами.
- Преклиническая преемственность: Обеспечивает возможность лонгитюдного мониторинга от момента индукции (день 3) до разрешения процесса (день 14), что позволяет принимать обоснованные с учетом рисков решения о дальнейшем продвижении исследования.
- Механистическое снижение рисков: Подтверждает наличие нанокремнезема в плевральной жидкости с помощью ТЕМ, связывая свойства материала с биологическими результатами.
Интеграция конвейеров и рабочих процессов
Данная модель интегрируется в континуум разработки — от ранней валидации мишени до доклинической оценки безопасности, предоставляя количественные данные о токсичности, которые используются при идентификации соединений-лидеров и отборе доклинических кандидатов.
- Фундаментальная биология: Обеспечивает проверку гипотез об индуцированном наночастицами плевральном воспалении и уточняет зависимости «доза-ответ».
- Скрининг: Предоставляет готовые к анализу биологические системы со стандартизированным выявлением выпота с помощью ультразвукового исследования и КТ в определенные временные точки.
- Аналитика: Позволяет проводить количественные измерения начала выпота, его пика (7–10 дни) и периода рассасывания, что способствует сравнительному анализу различных условий.
- Трансляционные исследования: Связывает воздействие наночастиц с плевральной патологией, что имеет прямое значение для исследований в области нанотоксикологии человека.
- Повторное использование в масштабах предприятия: Создает воспроизводимую платформу для оценки различных наноматериалов в программах скрининга легочной токсичности.
Операционное и корпоративное воздействие
- Научная ценность: обеспечивает прогностическую уверенность при валидации мишеней за счет снижения механистической неопределенности плевральных ответов, индуцированных наночастицами.
- Операционная ценность: гарантирует стандартизацию и воспроизводимость за счет определенных объемов инстилляции (0.5 mL) и графиков мониторинга (дни 1, 3, 7, 14).
- Стратегическая ценность: улучшает принятие решений о продолжении или прекращении разработки (go/no-go) путем выявления ранних сигналов легочной токсичности, что снижает риск отбраковки на поздних стадиях.
- Влияние на портфель: позволяет проводить приоритезацию наноматериалов на основе рисков, используя плевральный выпот в качестве трансляционного биомаркера повреждения легких.
Особенности реализации
- Требуется опыт проведения хирургических процедур на грызунах, включая интратрахеальное введение и управление анестезией.
- Необходимо наличие доступа к аппаратам УЗИ, КТ-визуализации и просвечивающей электронной микроскопии для обнаружения выпота и характеризации наночастиц.
- Требуется стандартизация взаимодействия между группами по фармакологии in vivo, визуализации и нанобезопасности для согласованной интерпретации данных.
- При переходе к другим типам наночастиц необходимо учитывать особенности адаптации протокола в связи с различиями в их агломерации и биодоступности.
- Практические ограничения включают необходимость проведения вскрытия в конечной временной точке для подтверждения наличия выпота и наночастиц, что ограничивает возможности лонгитюдного отбора проб.
