Генерация крыс с гипопаратиреоидами с помощью паратиреоидэктомии с помощью углеродных наночастиц
14 июля 2023 г.
Животная модель приобретенного гипопаратиреоза (HypoPT) имеет решающее значение для понимания того, как HypoPT влияет на гомеостаз минеральных ионов, и для проверки эффективности новых методов лечения. Здесь представлена методика создания модели крысы с приобретенным гипопаратиреозом (AHypoPT) путем паратиреоидэктомии (PTX) с использованием углеродных наночастиц.
Общая цель этого протокола состоит в том, чтобы создать модель приобретенного гипопаратиреоза у крыс, которая легко устанавливается, стабильна по характеру и безвредна для щитовидной железы. Основным преимуществом этой модели является точное удаление паращитовидных желез с помощью углеродных наночастиц. Мы надеемся, что модель поможет решить несколько вопросов в области гипопаратиреоза.
Например, предоперационное использование кальция и витамина D для снижения риска гипокальциемии после тиреоидэктомии. Этот метод может дать представление о том, как аналоги ПТГ влияют на обновление костной ткани и как аналоги ПТГ влияют на организм при длительном использовании. Тем, кто выполняет эту технику впервые, может быть трудно манипулировать под стереомикроскопом.
Некоторая практика под стереомикроскопом может быть полезной. Для начала поместите анестезированную крысу в положение лежа на спине и сбрейте шерсть вентральной области шеи. Сделав разрез, как описано в рукописи, найдите доли щитовидной железы.
Используя шприц объемом 10 микролитров, оснащенный скошенной иглой 30-го калибра, введите один микролитр суспензии углеродных наночастиц в мезиальную часть мембраны щитовидной железы. Через пять минут оросите область солевым раствором, чтобы удалить лишнюю взвесь. Убедитесь, что щитовидная железа почернела, и понаблюдайте за неокрашенной паращитовидной железой.
Разрежьте неокрашенные паращитовидные железы с помощью микрохирургических щипцов и ножниц, а затем закройте разрез прерванным горизонтальным матрасным швом. После операции положите крыс на термостатическое электрическое одеяло при температуре 37 градусов по Цельсию, чтобы поддерживать температуру их тела. Через семь дней возьмите 10 микролитров крови, используя хвостовую вену.
Измерьте уровень кальция в сыворотке, неорганического фосфора в сыворотке крови и паратиреоидного гормона в сыворотке крови с помощью коммерческих наборов. Крысы, перенесшие паратиреоидэктомию, показали стабильную гипокальциемию и гиперфосфатемию в течение периода наблюдения в течение четырех недель. Сывороточный паратиреоидный гормон не был обнаружен у крыс, перенесших паратиреоидэктомию, через семь дней после операции.
Сывороточная мочевина и креатинин были сопоставимы между группами фиктивной и паратиреоидэктомии через семь дней после операции. Снижение уровня ионов кальция и неорганических фосфатов в моче наблюдалось через две недели после операции. Существенных различий в массе тела не наблюдалось между группами паратиреоидэктомии и фиктивной пластики в течение 28 дней.
Сывороточный С-телопептид значительно снизился у крыс с паратиреоидэктомией. Существенных различий в уровнях остеокальцина в сыворотке крови не выявлено. Тем не менее, инъекция суспензии наночастиц является наиболее важной вещью, и успешная инъекция имеет решающее значение для идентификации и настоящего удаления паращитовидных желез.
Другие методы включают хирургию под контролем флуоресценции, инъекцию дифтерийного токсина трансгенным мышам PTHcre-iDTR и стерильную паратиреоидэктомию, которая может помочь ответить на вопросы в области гипертиреоза.
Просмотрите полный транскрипт и получите доступ к тысячам научных видео
Обзор
В данной статье представлен протокол создания стабильной крысиной модели приобретенного гипопаратиреоза (AHypoPT) с использованием паратиреоидэктомии с применением углеродных наночастиц. Эта модель предназначена для более глубокого изучения гомеостаза минеральных ионов и оценки новых методов лечения гипопаратиреоза.
Основные компоненты исследования
Область науки
- Нейробиология
- Эндокринология
- Животные модели
Общие сведения
- Приобретенный гипопаратиреоз влияет на метаболизм кальция и фосфатов.
- Понимание его воздействия на гомеостаз минеральных ионов имеет решающее значение.
- Для оценки новых методов лечения необходимы эффективные модели на животных.
- Углеродные наночастицы способствуют точному удалению паращитовидных желез.
Цель исследования
- Создать удобную модель приобретенного гипопаратиреоза у крыс.
- Изучить эффекты введения кальция и витамина D в предоперационный период.
- Исследовать влияние аналогов ПТГ на костный обмен.
Используемые методы
- Методика паратиреоидэктомии (PTX) с использованием углеродных наночастиц.
- Микроманипуляции под стереомикроскопом.
- Оценка гомеостаза минеральных ионов после операции.
- Оценка эффективности лечения аналогами ПТГ.
Основные результаты
- Модель стабильна и не наносит вреда щитовидным железам.
- Предоперационный прием кальция и витамина D снижает риск гипокальциемии.
- Понимание долгосрочного воздействия аналогов PTH на организм.
- Облегчает дальнейшие исследования гипопаратиреоза.
Выводы
- Разработанная модель крысы является ценным инструментом для изучения HypoPT.
- Она может помочь в поиске ответов на критически важные вопросы в исследованиях гипопаратиреоза.
- Будущие исследования могут опираться на эту модель для достижения терапевтических успехов.
Часто задаваемые вопросы
Практическая значимость для промышленности
Надежные модели гипопаратиреоза на животных необходимы для снижения рисков на ранних стадиях проверки терапевтических гипотез и валидации мишеней, связанных с гомеостазом минеральных ионов. Модель крысы с паратиреоидэктомией с применением углеродных наночастиц позволяет точно и воспроизводимо индуцировать гипопаратиреоз, что обеспечивает прогностическую уверенность при доклинической оценке аналогов ПТГ и соответствующих методов вмешательства. Данная модель восполняет критический пробел в трансляционных исследованиях и приоритизации портфеля разработок в области эндокринных и метаболических нарушений.
Стратегическое применение в биофармацевтических исследованиях и разработках
Ранний поиск и валидация мишени
- Позволяет исследовать механизмы пути PTH и последующую регуляцию минеральных ионов.
- Способствует снижению биологических рисков путем моделирования состояний гипопаратиреоза, релевантных для человека, на крысах.
- Облегчает функциональную валидацию мишеней для аналогов PTH и соответствующих терапевтических средств.
- Повышает прогностическую уверенность при продвижении кандидатов, воздействующих на кальциево-фосфатный баланс.
Скрининг и разработка анализа
- Предоставляет валидированную систему in vivo для количественного измерения уровней кальция, фосфора и ПТГ в сыворотке крови.
- Обеспечивает стандартизацию и воспроизводимость анализа для оценки эффективности соединений при состояниях гипопаратиреоза.
- Позволяет проводить надежный скрининг вмешательств, влияющих на костный обмен и минеральный метаболизм.
- Создает масштабируемую платформу для сравнительных исследований различных молекул-кандидатов.
Трансляционные и доклинические исследования
- Соответствует конечным точкам, значимым для патологии при гипопаратиреозе, включая гипокальциемию и гиперфосфатемию.
- Обеспечивает преемственность от изучения механизмов развития заболевания до доклинической валидации терапевтических стратегий.
- Позволяет принимать взвешенные с учетом рисков решения о дальнейшем продвижении разработки на основе надежных данных, полученных на животных моделях, релевантных для человека.
- Способствует изучению долгосрочных эффектов аналогов ПТГ и соответствующих терапевтических вмешательств.
Интеграция конвейеров и рабочих процессов
Данная модель интегрируется в непрерывный цикл от поиска мишени до доклинических исследований, обеспечивая переход от ранних механистических исследований к трансляционной валидации в рамках программ по изучению эндокринных и метаболических нарушений.
- Открывающая биология: обеспечивает проверку гипотез о передаче сигналов PTH и гомеостазе минеральных ионов.
- Скрининг: дает воспроизводимые количественные показатели уровня кальция, фосфора и PTH в сыворотке крови.
- Аналитика: позволяет проводить статистическое сравнение эффектов вмешательства на минеральный обмен и обновление костной ткани.
- Трансляционные исследования: предоставляет релевантную заболеванию систему для доклинической оценки эффективности и безопасности терапии.
- Корпоративное повторное использование: создает воспроизводимую масштабируемую модель для текущих и будущих исследовательских инициатив по изучению гипопаратиреоза.
Операционное и корпоративное воздействие
- Научная ценность: повышает достоверность прогнозов и снижает механистическую неопределенность при валидации мишени.
- Операционная ценность: стандартизирует процесс создания моделей и количественную оценку для обеспечения воспроизводимости и масштабируемости.
- Стратегическая ценность: служит основой для принятия решений о продолжении или прекращении разработки (go/no-go) и повышает эффективность использования капитала за счет снижения биологических рисков на поздних этапах.
- Влияние на портфель: поддерживает приоритизацию с учетом рисков и продвижение активов в области эндокринных и метаболических нарушений.
Особенности реализации
- Требуется опыт в области микрохирургии и работы с'стереомикроскопом для точного удаления желез.
- Необходим доступ к трекерам на основе углеродных наночастиц и валидированным аналитическим наборам для измерения показателей сыворотки.
- Требуется стандартизация хирургических и аналитических протоколов между исследовательскими группами для обеспечения воспроизводимости результатов.
- Может потребоваться адаптация метода для различных линий животных или исследовательских задач, зависящих от пола.
- Успех зависит от точности инъекции наночастиц и правильной идентификации неокрашенных околощитовидных желез.
