Неинвазивная инстилляция липополисахаридов у мышей
31 марта 2023 г.
Здесь мы предлагаем протокол интратрахеальной доставки липополисахаридов (ЛПС) с помощью неинвазивной орофарингеальной эндотрахеальной интубации. Этот метод минимизирует травматичность хирургического вмешательства для животного и точно доставляет ЛПС в трахею, а затем в легкие.
Наш протокол предлагает новый неинвазивный метод доставки ЛПС из трахеи в легкие, более точно. Люди, которые пробуют этот метод впервые, должны приложить много усилий, чтобы найти положение трахеи. Чтобы подготовить платформу для интубации, пропустите веревку через два отверстия и привяжите ее концы к небольшим выступам в верхней части стояка.
Затем прикрепите две резинки к каждому концу скрепки и прикрепите их к задней части стояка. Наконец, закрепите стояк к основанию под углом 90 градусов. Соберите канюлю на ручку канюли и включите свет ручки.
Затем продезинфицируйте небольшие хирургические щипцы и пипетку Пастера, используя 70% спирт. Чтобы приготовить раствор тестового соединения, добавьте три миллиграмма липополисахарида или ЛПС в один миллилитр pH 7,2 PBS. Затем растворяют 10 миллиграммов пентобарбитала натрия в одном миллилитре физиологического раствора и фильтруют раствор с помощью шприцевого фильтра размером 0,45 микрометра.
Поместите анестезированную мышь на платформу для интубации. Затем зафиксируйте верхние передние зубы струной, а две передние ноги резинками. С помощью пинцета вытащите язык и удерживайте его.
Медленно протолкните канюлю вдоль рта к нижнечелюстному надгортаннику. Найдите трахею с помощью света ручки канюли и медленно вставьте в нее канюлю. Затем извлеките интубационную ручку, оставив канюлю внутри.
Вставьте пипетку Пастера в соединение канюли и нажмите на головку. После успешной эндотрахеальной интубации с помощью микрошприца с плоской головкой закапывают через канюлю приготовленный раствор ЛПС в дозе три миллиграмма на килограмм. Когда закончите, выньте микрошприц и канюлю.
Извлеките мышь из платформы интубации и поместите ее в отдельную клетку для восстановления. Наблюдайте за состоянием дыхания мыши до тех пор, пока она не придет в себя и не придет в сознание. Через 12 часов после инстилляции трахеи ЛПС оценивали экспрессию воспалительного цитокина, ФНО-альфа и соотношение массы сухого и влажного легких и сравнивали с другими методами инстилляции.
Уровни ФНО-альфа в сыворотке крови в группе неинвазивной орофарингеальной интубации были значительно увеличены по сравнению с холостой контрольной группой. Соотношение сухого и влажного веса легких также было увеличено, достигнув того же уровня, что и в группе хирургической интубации трахеи. Важно не почесать трахею в процессе нахождения места расположения трахеи.
Этот метод также может быть использован для доставки других лекарств, которые должны достичь легких неинвазивным способом.
Просмотрите полный транскрипт и получите доступ к тысячам научных видео
Обзор
В данном исследовании представлен неинвазивный протокол интратрахеального введения липополисахарида (LPS) с использованием орофарингеальной эндотрахеальной интубации на модели мышей. Этот метод позволяет минимизировать хирургическую травму, обеспечивая при этом точную доставку LPS в трахею и легкие, что позволяет эффективно оценивать воспалительные реакции.
Основные компоненты исследования
Область исследования
- Биология дыхания
- Воспаление
- Методы доставки лекарственных средств
Теоретическая часть
- Важность изучения воспаления легких
- Проблемы, связанные с методами инвазивной интубации
- Необходимость в усовершенствованных методах доставки лекарственных средств
Используемые методы
- Эндотрахеальная интубация с использованием неинвазивных методов
- Мыши как биологическая модельная система
- Приготовление LPS и использование анестетиков
Основные результаты
- Данный протокол обеспечил точное введение LPS в легкие.
- После введения наблюдалось значительное повышение уровней воспалительного цитокина TNF-alpha.
- Отношение массы сухих легких к массе влажных легких соответствовало показателям, полученным при использовании методов инвазивной интубации.
Выводы
- В исследовании продемонстрирован эффективный неинвазивный метод введения LPS.
- Данная методика актуальна для доклинических исследований, касающихся доставки лекарственных препаратов в легкие и воспалительных процессов.
Часто задаваемые вопросы
Значимость для промышленности
Неинвазивная орофарингеальная эндотрахеальная инстилляция LPS у мышей позволяет точно воздействовать на легкие при моделировании острого повреждения легких, сводя к минимуму процедуральную травму и побочные эффекты. Данный подход обеспечивает надежную оценку легочного воспаления и доставки лекарственных средств, повышая прогностическую достоверность ранних исследований респираторных заболеваний. Его внедрение оптимизирует доклинические рабочие процессы и снижает биологическую вариабельность, что напрямую влияет на сортировку портфеля препаратов и трансляционное соответствие.
Стратегическое применение в биофармацевтических исследованиях и разработках
Ранний поиск и валидация мишени
- Позволяет исследовать воспалительные пути в контролируемом контексте, специфичном для легких.
- Снижает влияние сопутствующих системных эффектов, что способствует функциональной валидации мишеней.
- Повышает прогностическую точность определения механизмов респираторных заболеваний и выбора перспективных кандидатов.
Скрининг и разработка анализа
- Облегчает подготовку валидированных моделей острого повреждения легких для скрининга соединений.
- Обеспечивает воспроизводимую индукцию воспалительных показателей, таких как экспрессия TNF-alpha.
- Позволяет проводить количественную оценку повреждения легких с помощью соотношения сухой и влажной массы.
Трансляционные и доклинические исследования
- Соответствует моделям повреждения легких, имеющим значение для заболеваний, что позволяет проводить трансляционные исследования биомаркеров.
- Обеспечивает преемственность от изучения механизмов до доклинической валидации противовоспалительных средств.
- Поддерживает разработку препаратов для терапии респираторных заболеваний с учетом анализа рисков.
Интеграция конвейеров и рабочих процессов
Этот неинвазивный метод инстилляции LPS применим на этапах от ранних фундаментальных исследований до доклинических испытаний в области изучения респираторных заболеваний и разработки лекарственных препаратов.
- Фундаментальная биология: обеспечивает проверку гипотез о специфических воспалительных реакциях в легких и выяснение механизмов сигнальных путей.
- Скрининг: предоставляет стандартизированные воспроизводимые модели для оценки противовоспалительных соединений.
- Аналитика: дает количественные показатели, такие как уровни цитокинов и соотношение массы легких, для сравнения состояний.
- Трансляционные исследования: связывает результаты фундаментальных открытий с доклинической валидацией биомаркеров в системах, релевантных для конкретных заболеваний.
- Корпоративное повторное использование: предлагает воспроизводимую неинвазивную платформу для исследований по доставке лекарственных средств в легкие в рамках различных программ.
Операционное и корпоративное воздействие
- Научная ценность: повышает прогностическую достоверность и снижает механистическую неопределенность в моделях повреждения легких.
- Операционная ценность: улучшает стандартизацию, воспроизводимость и показатели выживаемости животных.
- Стратегическая ценность: обеспечивает более эффективный прием решений о продолжении или прекращении разработки (go/no-go) и оптимизирует использование капитала в портфелях препаратов для лечения респираторных заболеваний.
- Влияние на портфель: способствует приоритизации с учетом рисков и продвижению кандидатов в разработке средств для лечения респираторных заболеваний.
Особенности реализации
- Требуется технический опыт в области неинвазивной интубации и обращения с животными.
- Необходимы специализированный аппарат для интубации и аналитические инструменты для измерения веса легких и уровня цитокинов.
- Требуется стандартизация между исследовательскими группами для обеспечения воспроизводимости и сопоставимости данных.
- Метод может быть адаптирован для других исследований по доставке лекарственных средств в легкие при условии соответствующей валидации.
- Необходимо соблюдать осторожность при выполнении техники, чтобы избежать повреждения трахеи и обеспечить точность дозирования.
