24 февраля 2023 г.
Плодовая муха (Drosophila melanogaster) широко используется для биологических и токсикологических исследований. Чтобы расширить полезность мух, мы разработали инструмент, массив последовательной анестезии, который одновременно подвергает несколько образцов мух воздействию летучих общих анестетиков (VGA), что позволяет исследовать побочные эффекты (токсические и защитные) VGA.
SAA обеспечивает высокую пропускную обработку для исследования фармакологии летучих агентов в модельных организмах беспозвоночных, которые наделены сложным мозгом и обширным репертуаром поведения. В сочетании с генетическим инструментарием, доступным в Drosophila melanogaster, этот метод позволяет быстро и недорого изучать фармакогенетику летучих агентов. Многие люди подвергаются воздействию летучих агентов в качестве загрязнителей или терапевтических агентов.
Помимо анестезии, летучие анестетики обладают многочисленными токсическими и полезными побочными эффектами. Степень эффекта отчасти определяется генетикой, которая осталась в значительной степени неизученной. После изготовления деревянной рамы измените крышки 50-миллилитровых хронических трубок, просверлив по два отверстия в каждой крышке сверлом 9/32 дюйма.
Отшлифуйте отверстия, чтобы очистить рваный пластик. Также отшлифуйте верхнюю часть шляпки, чтобы придать поверхности шероховатость. Затем нарежьте пять миллилитровых серологических пипеток по размеру, надрезав пластик и разбив его на линии надрезов.
Отшлифуйте концы срезанных или сломанных пипеток. После этого приклейте сетку к трубкам и обрежьте сетку по размеру трубки, как только клей высохнет. Вставьте трубки в отверстия конических колпачков так, чтобы обе трубки выступали над колпачком.
Убедитесь, что впускная трубка проходит в трубку дольше, чем выпускная. Нанесите клей на верхнюю часть колпачков вокруг тюбиков, чтобы скрепить детали вместе и дать им высохнуть. Прикрепите клейкие кабельные стяжки к раме.
Прикрепите колпачки к раме с помощью стяжек и коротко обрежьте концы бирок для застежек-молний. Отрежьте и подсоедините длину трубки tygon к входным и выпускным трубкам на каждой модифицированной крышке. Начиная с верхнего конца, присоедините трубку сначала к притоку, затем от оттока к притоку последующего положения.
Затем добавьте индикатор расхода к самому последующему притоку. Поместите коническую трубку объемом 50 миллилитров в первое положение и отметьте отметку наполнения водой. Извлеките трубку.
Наполните его водой ниже приточной трубки и верните на место. Подготовьте сопряжение для испарителя. Снимите поршни, вырежьте насечки из двух 10-миллилитровых дозирующих шприцев и вставьте их во впуск и отток испарителя так, чтобы насечки были направлены прямо к передней части испарителя, чтобы выровнять отверстия.
Подключите всю систему. Используйте трубку tygon, чтобы прикрепить газгольдер-носитель к регулятору, расходомеру газа, испарителю и SAA. Заполните пустые позиции на массиве пустыми 50-миллилитровыми хроническими трубками.
Теперь включите бензобак. Откройте расходомер до двух литров в минуту и включите испаритель на 0%Проверьте расходомер через систему, проверив расходомер перед испарителем и индикатор расхода после последней камеры SAA на предмет расхода. В качестве альтернативы вставьте конец трубки, расположенной ниже по течению, в воду и ищите пузырьки.
За 24 часа или более до воздействия анестетика отсортируйте когорты мух по мере необходимости для эксперимента, используя предпочтительный метод. Переложите мух из пищевых флаконов в пустые конические трубки объемом 50 миллилитров. Подсчитайте и запишите всех мертвых мух до воздействия.
Снимите крышку и прикрутите 50-миллилитровые конические трубки с мухами к SAA. Включите газ-носитель и установите в нем желаемый расход. Установите испаритель анестетика на желаемую концентрацию и подвергайте мух воздействию в течение желаемого времени.
По окончании экспозиции промывайте систему потоком свежего газа со скоростью 1,5 литра в минуту в течение пяти минут, что соответствует примерно 10-кратному объему от общего объема SAA. Полностью откройте регулятор высокого давления, затем закройте его на пол-оборота, чтобы обеспечить поток газа-носителя. Проследите трубки для каждой линии к расходомерам и испарителю и проверьте уровень анестетика в испарителях.
Убедитесь, что при потоке газа он показывает расход на расходомере и на индикаторе расхода ниже по потоку. В конце эксперимента дайте четыре-пять минут воздушному потоку, чтобы вымыть анестетик. Семь линий, выделенных из одной популяции через встречи одной пары, показали различия в смертности, вызванной токсичностью изофтора, из-за эволюционного давления у мух ND23 60114.
Предварительное кондиционирование мух с 15 минутами 2%-ного изофтора до черепно-мозговой травмы снижало индекс смертности через 24 часа у белых 1118 и желто-белых штаммов. Индекс смертности через 24 часа не был значительно ниже в предварительно подготовленных линиях Oregon R и Canton S. Во время сборки насечки в модифицированных шприцах должны совпадать с отверстиями отверстий портов испарителя.
Во время воздействия периодически проверяйте, есть ли поток через систему. Эта процедура может быть использована для широкого спектра поведенческих исследований, исследований выживания и молекулярных исследований, которые могут привести к пониманию фармакологии летучих агентов.
Последовательный массив анестезии (SAA) представляет собой новый инструмент, разработанный для высокопроизводительной обработки Drosophila melanogaster с целью изучения фармакологии летучих общих анестетиков (VGAs). Данный метод позволяет исследователям изучать как токсические, так и защитные эффекты VGAs на плодовых мушках, используя их генетическое разнообразие.
Система последовательного введения анестезии (Serial Anesthesia Array, SAA) позволяет проводить высокопроизводительные количественные исследования воздействия летучих общих анестетиков (VGAs) на Drosophila, обеспечивая быструю фармакогенетическую и механистическую проверку гипотез на ранних этапах поиска лекарств. Позволяя осуществлять одновременное контролируемое воздействие на несколько генотипов или биологических переменных, SAA повышает прогностическую достоверность при валидации мишеней и отборе перспективных соединений в рамках нейрофармакологических и токсикологических исследований. Данная платформа отвечает потребности в масштабируемых и воспроизводимых системах для изучения генетических и средовых детерминант лекарственного ответа.
SAA интегрируется в континуум открытий — от раннего тестирования гипотез и валидации мишеней до идентификации соединений-лидеров и разработки доклинических моделей.