Summary
Ovariectomía y la consiguiente sustitución de 17β-estradiol por medio de cápsulas de Silastic y Nutella por vía oral se ha demostrado en ratas y ratones.
Abstract
Los estrógenos son una familia de hormonas sexuales femeninas con un espectro excepcionalmente amplia de efectos. Cuando las ratas y los ratones son utilizados en la investigación de los estrógenos que son comúnmente ovariectomizadas con el fin de realizar la ablación de la producción de hormonas de ciclo rápido, en sustitución de la exógena 17β-estradiol. Hay, sin embargo, la falta de consenso respecto a cómo la hormona debe ser administrado para obtener las concentraciones fisiológicas de suero. Esto es crucial ya que el nivel de 17β-estradiol / método de administración influye profundamente en los resultados experimentales 1-3. Tenemos en una serie de estudios que se caracterizan los diferentes modos de administración de 17β-estradiol, encontrando que subcutáneos cápsulas de silastic y por vía oral Nutella nuez de crema son superiores a las disponibles en el mercado pastillas de liberación lenta (producido por la compañía Research innovador de América) y inyecciones diarias en términos de producción fisiológicas las concentraciones séricas de 17β-estradiol 6.4. Entre los advantages del método tuerca-crema, que previamente ha sido utilizado para la buprenorfina administración 7, es que cuando se utiliza para la administración de estrógenos que se asemeja a la terapia de sustitución hormonal por vía oral y no es invasivo. Las cápsulas subcutáneas silastic son convenientes y producir las concentraciones séricas más estables. Este artículo video contiene paso a paso las demostraciones de la ovariectomía y 17β-estradiol reemplazo de la hormona por las cápsulas de silastic y Nutella por vía oral en ratas y ratones, seguidos por una discusión de aspectos importantes de los procedimientos de gestión.
Protocol
1. Ovariectomía a través de la Ruta del dorsal
- Se anestesia el animal, por ejemplo, utilizando 1,5% de isoflurano (4% para la inducción) en un oxígeno / óxido nitroso 30% / 70% mezcla. Colocar el animal en posición boca abajo en una placa de calefacción conectado a un termómetro rectal. Es importante tener una fina capa de aislamiento entre el animal y la placa, y que el termómetro de realimentación del sistema mantiene la temperatura corporal dentro de 37 ± 0,5 ° C. Aplique el gel para proteger los ojos y administrar 5 mg Rimadyl / kg de peso diluido en solución salina por vía subcutánea en la cara lateral del cuello del animal para el alivio del dolor postoperatorio.
- Afeitado un 4 * 4 cm (3 * 3 cm para los ratones) cephally zona de la cresta ilíaca. Es necesario lavar completamente el área afeitada con la Jodopax ejemplo, antes de cubrir el animal con una hoja de 4 * 4 cm de la cirugía de la apertura.
- Haga una incisión de 2-3 cm de la línea media y sin rodeos disección de la piel de la fascia subyacente. Uno cm lateral de la línea media, hacer otra incisión through la fascia. Francamente disecar lateralmente bajo esta fascia como superficialmente como sea posible hasta llegar a la cavidad abdominal.
- Usando las pinzas, agarra el tejido adiposo que rodea el ovario en la cavidad abdominal y tire suavemente hacia afuera. Identificar el ovario y ligar las trompas de Falopio y los vasos 0.5-1 cm proximal de esta estructura. Cortar el ovario y el tejido adiposo ligado y poner la parte posterior del tejido restante en la cavidad abdominal. Hacer otra incisión en la fascia contralateral y repita el procedimiento.
- Cerrar las heridas, de preferencia utilizando una sutura monofilamento, y dejar que el animal despierta de la anestesia. Colocar el animal en una jaula calentada (25-27 ° C) durante al menos 2 horas después de la cirugía. Los animales deben ser alojados por separado los primeros días del postoperatorio. Es fundamental que la jaula se limpiarán con frecuencia / sustituido durante la fase de recuperación. Veinticuatro horas después de la cirugía, los animales se inyectan por vía subcutánea con otro 5 mg Rimadyl / kg de peso corporal diluido ensolución salina.
2. La administración subcutánea de 17β-estradiol a través de cápsulas de Silastic
- Mezcle la cantidad deseada de 17β-estradiol en aceite de sésamo. Para las concentraciones fisiológicas en ratas y ratones, se recomienda 180 mg / ml y 18-36 mcg / ml, respectivamente. Placebo cápsulas se llenan con aceite de sésamo puro.
- Corte 3 cm (2 cm para ratones) la longitud de los tubos de silastic y 5 mm (3 mm para los ratones) longitudes de palos de madera para conectar aplicadores. El uso de pinzas, apretar un tapón de madera en la cápsula de silastic antes de inyectar la solución de aceite 17β-estradiol/sesame para llenar toda la longitud. Suavemente la tapa de la cápsula de silastic en el extremo abierto con otro tapón de madera (los tapones se supone que debe permanecer permanentemente en la cápsula). Incubar las cápsulas en el restante 17β-estradiol solución durante la noche antes de la implantación.
- La implantación de la cápsula se puede realizar durante la anestesia que se utiliza en ovariectomía en ratas. Para mice, sin embargo, un período de recuperación 14-días después de la ovariectomía se recomienda para minimizar el riesgo de la cápsula que sobresale a través de la piel frágil.
- Después de las preparaciones quirúrgicas como en 1.1, o después de cerrar la incisión ovariectomía, afeitarse y lavarse un área de 2 * 2 cm en la cara dorsal del cuello del animal. Haga una incisión de 1 cm y sin rodeos la disección de un bolsillo subcutáneo caudolaterally, con amplio espacio para la cápsula. Limpiar la cápsula de silastic (que hasta este punto de tiempo ha sido incubadas en la solución 17β-estradiol) y suavemente instalar a través de la incisión, que posteriormente se cierra por una sutura. Es crucial para asegurarse de que las cepas de la cápsula de la piel tan poco como sea posible, particularmente en el área cercana a la herida. Desde la producción de cápsulas a la implantación, es importante que se evita la contaminación.
3. La administración oral de 17β-estradiol a través de la tuerca de la crema Nutella
- Se disuelven completamente 17β-estradiol en aceite de sésamo, y luego mezclar el aceite de sésamo con la Nutella. Se recomienda que cada porción diaria contiene 28 mg 17β-estradiol, 5 l de aceite de sésamo y 1 g de Nutella por kilogramo de peso corporal para las ratas y 1,12 mg 17β-estradiol, 0.312 l de aceite de sésamo y 60 mg de Nutella para cada ratón de 30 g. Placebo nueces crema se prepara de forma idéntica, salvo sin el 17β-estradiol.
- Capacitar a los animales para comer libre de hormonas de nuez de crema durante cinco días antes del experimento. Los primeros tres días de entrenamiento, las ratas de forma óptima, debe estar capacitado en grupos (aproximadamente 0,5 g de Nutella 2-5 animales), en sus propias jaulas. En los días cuarto y quinto de la formación, los animales se colocan en jaulas separadas antes de recibir la porción diaria para asemejarse a la situación experimental.
- Durante el experimento, los animales se colocan en jaulas separadas para cada ocasión de alimentación, después de lo cual la porción de Nutella se sirve en pequeñas baldosas de cerámica. Si la formación se ha realizado el anterior, oexperiencia ur es que más del 95% de las ratas y ratones aceptar la tuerca de crema, y una vez completamente habituados, la mayoría de los animales que consumen en cuestión de segundos.
4. Los resultados representativos
Suero fisiológico 17β-estradiol concentraciones, que los métodos actuales apuntan a reproducir, es de aproximadamente 5 a 140 pg / ml para las ratas y 5-35 pg / ml para los ratones 4,6. Las cápsulas subcutáneas silastic de acuerdo con las instrucciones anteriores, cuando se administra a 300 g hembra Sprague-Dawley, producir disminuyendo lentamente 17β-estradiol concentraciones de suero de alrededor de 40 pg / ml el día 2 a 10 pg / ml el día 35. Sin embargo, inmediatamente después de la administración, un pico de concentración en suero alrededor de 1000 pg / ml se puede esperar, cayendo al rango fisiológico dentro de las 8 horas (Figura 1A) 4,5. Las cápsulas de silastic para los ratones descritos anteriormente con 17β-estradiol/mL mg de 36 años, cuando se administró a 25 mujeres C57BL g / 6 ratones, hacer que el suero concentradoentrations que poco a poco disminuyen de aproximadamente 90 pg / mL día 2 a 25 pg / mL día 35. Esto es, probablemente, precedido por un pico similar como se encontró en las ratas, aunque esto no ha sido investigado (Figura 1B) 6.
El método Nutella peroral con las dosificaciones se ha descrito anteriormente, cuando se administra a 300 g hembra Sprague-Dawley, hace que los niveles fisiológicos de 17β-estradiol con las fluctuaciones diarias entre 10-70 pg / ml (Figura 2A) 4. Para ratones utilizando la dosis anterior, los niveles diarios fluctúan entre aproximadamente 20 y 120 pg / ml 6 (Figura 2B).
iles/ftp_upload/4013/4013fig2.jpg "/>
Figura 2 gráficos estilizados presentan 17β-estradiol concentraciones en ratas (A, n = 15). 4 y ratones (B, n = 10) 6, como consecuencia de la administración de hormonas diaria en Nutella. El método Nutella peroral hace picos diarios, sin embargo, con mucho, no tan alta como producido por vía subcutánea o métodos intravenosos. Esto imita la farmacocinética de la terapia humana sustitución hormonal, y el tratamiento por vía oral puede proceder durante tanto tiempo como sea necesario, incluso si el ejemplo anterior sólo presentan un período inicial de 96 horas. Las áreas sombreadas corresponden a fisiológicos 17β-estradiol concentraciones séricas en ratas hembra intactas y ratones, respectivamente. Aunque no se demostró visualmente en los gráficos, hay variabilidad interindividual en las concentraciones de 17β-estradiol, lo que hace coeficientes de variación desde 40 hasta 132% en las ratas y de 13 a 219% en los ratones con el método de Nutella (concentraciones medias muy bajas a menudo generan altacoeficientes de variación).
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Los modos de administración presentados anteriormente tienen en estudios anteriores demostró ser superior a comerciales gránulos de liberación lenta y las inyecciones en términos de producir fisiológicas concentraciones séricas de 17β-estradiol. Mientras gránulos de liberación lenta, producen picos séricos muy elevados y prolongados de concentración, las inyecciones causar fluctuaciones extremas, la hormona del día y requieren un manejo estresante repetida de los animales de 4-6. La importancia de elegir los modos de administración adecuadas se destaca por estudios recientes que indican que mientras que a dosis bajas 17β-estradiol regímenes de administración (por ejemplo, las técnicas presentadas en el artículo actual) proteger contra 8-10 isquemia cerebral, las concentraciones de 17β-estradiol producido por el comerciales gránulos de liberación lenta puede en realidad aumentar el daño cerebral 1,2,11-14. La administración de agua potable y alimentación por sonda oral son dos otras menos frecuentes, los métodos que han sido probados. Administración de la hormona a través del agua potable tiene su mayor ventaja por ser extremadamente no invasiva, ya que la manipulación de animales casi ninguna en absoluto se requiere. Sin embargo, 17β-estradiol no es soluble en agua sin un emulsionante, la toma de agua individual es difícil de controlar, y si el objetivo es reflejar el consumo de una píldora, otra desventaja es que los ratones beber el agua durante las 24 horas . Sonda oral tiene su mayor inconveniente de que es estresante para el animal y puede causar lesiones de esófago, que puede afectar el comportamiento de alimentación.
Los métodos descritos aquí - cápsulas de Silastic y Nutella por vía oral - son adecuadas para la administración de estrógenos a corto plazo y por períodos más largos de hasta 5-6 semanas. Si se utilizan dosis más altas que se ha descrito anteriormente, independientemente del tipo de medio de administración, a largo plazo la administración de estrógenos puede causar graves efectos secundarios tales como la oclusión uretral debido a la proliferación de la mucosa 15.
"> Los métodos que aquí se presentan pueden ser fácilmente modificados en relación con la dosis, etc longitud de cápsula Por ejemplo, puede estar justificado para reducir tanto las dosis de 17β-estradiol, tanto en cápsulas y Nutella en los regímenes de ratón para lograr de manera más constante las concentraciones séricas fisiológicas 6. Sin embargo, si las modificaciones se hacen, o si las técnicas se utilizan en otras cepas de animales que ya investigados, es crucial para validar los métodos de nuevo por la medición de las concentraciones de 17β-estradiol en las muestras de suero. Estas muestras de suero deben ser obtenidas en varias veces los puntos que reflejan la totalidad de relación dosis-respuesta / curva, y no sólo un pequeño vistazo. pesos uterinos han sido utilizadas por algunos autores en lugar de suero 17β-estradiol concentraciones como una medida de los efectos biológicos de 17β-estradiol. Sin embargo, evidentemente, pesos uterinos reflejan los efectos específicos de los estrógenos sobre el endometrio y no necesariamente reflejan los efectos de los estrógenos en otros sistemas. Furtella, el peso del útero está sólo débilmente correlacionado con los niveles de estrógenos séricos de 4,6.El consumo diario de grandes cantidades de energía rica en Nutella podría causar aumento de peso. Sin embargo, las pequeñas cantidades se ha descrito anteriormente sólo corresponden a menos del 5% de la ingesta de los animales de energía diaria y el aumento de peso excesivo no se ha observado en nuestros estudios utilizando Nutella.
La diferencia fundamental en el trabajo con ratas y ratones merece especial atención. A pesar de que la higiene estricta es fundamental, independientemente de las especies animales, la sensibilidad de los ratones a infecciones requiere un examen a nivel incluso más alto que cuando se trabaja con ratas. Por ejemplo, la desinfección cuidado de la piel antes de la incisión, el cambio frecuente de guantes médicos y el uso de instrumentos quirúrgicos estériles no debe verse comprometida. Los implantes son siempre focos de infecciones. Los animales por lo tanto, debe ser examinado con regularidad para detectar signos de infección después de la implantación de cápsulas. Si un absceso se forma alrededorel implante, se recomienda que el animal es sacrificado, o que la cápsula se retira, la herida meticulosamente limpiado, y otra cápsula reintegrados a través de una nueva incisión. Además, la piel en la espalda de ratones es mucho más frágil que en las ratas, que justifica las dos semanas de convalecencia después de la ovariectomía antes de la administración de cápsulas.
Los métodos presentados anteriormente también se puede utilizar para otras sustancias que 17β-estradiol. Sin embargo, es importante que la farmacocinética y las dosis de cada régimen se caracteriza cuidadosamente, preferiblemente por consecutivos niveles séricos de la sustancia administrada.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Los autores no tienen nada que revelar.
Acknowledgments
El estudio fue financiado por la Universidad de Linköping y de la Diputación Provincial de Östergötland.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Rimadyl, 50 mg/mL | Pfizer Pharma GmbH | 462986 | Postoperative analgesia after ovariectomy. |
| Lubrithal eye gel | Leo Laboratories | Eye protection during surgery. | |
| Jodopax vet | Pharmaxim | Surgery disinfection. | |
| Vicryl 4-0 suture | Johnson & Johnson | Wound suture and ovary ligation. | |
| 17β-estradiol, >98% | Sigma-Aldrich | E8875-1G | In sesame oil for silastic capsules and Nutella. |
| Sesame oil | Sigma-Aldrich | S3547-1L | Dissolving the 17β-estradiol. |
| Silastic tubing, ID/OD: 1.575/3.175 mm | Dow Corning | 508-008 | Production of silastic capsules. |
| Wooden applicator stick | Selefatrade | 12-0783 | Capping of silastic capsules. |
| Nutella | Ferrero | Medium for peroral 17β-estradiol. |
References
- Strom, J. O., Theodorsson, A., Theodorsson, E. Dose-related neuroprotective versus neurodamaging effects of estrogens in rat cerebral ischemia: a systematic analysis. J. Cereb. Blood Flow Metab. 29, 1359-1372 (2009).
- Strom, J. O., Theodorsson, E., Holm, L., Theodorsson, A. Different methods for administering 17beta-estradiol to ovariectomized rats result in opposite effects on ischemic brain damage. BMC Neurosci. 11, 1471-2202 (2010).
- Strom, J. O., Theodorsson, A., Theodorsson, E. Hormesis and Female Sex Hormones. Pharmaceuticals. 4, 15 (2011).
- Isaksson, I. M., Theodorsson, A., Theodorsson, E., Strom, J. O. Methods for 17beta-estradiol administration to rats. Scandinavian journal of clinical and laboratory investigation. , (2011).
- Strom, J. O., Theodorsson, E., Theodorsson, A. Order of magnitude differences between methods for maintaining physiological 17beta-oestradiol concentrations in ovariectomized rats. Scand. J. Clin. Lab Invest. 68, 814-822 (2008).
- Ingberg, E., Theodorsson, A., Theodorsson, E., Strom, J. O. Methods for long-term 17beta-estradiol administration to mice. General and comparative endocrinology. , (2011).
- Kalliokoski, O., Jacobsen, K. R., Hau, J., Abelson, K. S. Serum concentrations of buprenorphine after oral and parenteral administration in male mice. Vet. J. 187, 251-254 (2011).
- Simpkins, J. W. Estrogens may reduce mortality and ischemic damage caused by middle cerebral artery occlusion in the female rat. J. Neurosurg. 87, 724-730 (1997).
- Wise, P. M., Dubal, D. B. Estradiol protects against ischemic brain injury in middle-aged rats. Biol. Reprod. 63, 982-985 (2000).
- Saleh, T. M., Cribb, A. E., Connell, B. J. Estrogen-induced recovery of autonomic function after middle cerebral artery occlusion in male rats. Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. 281, 1531-1539 (2001).
- Bingham, D., Macrae, I. M., Carswell, H. V. Detrimental effects of 17beta-oestradiol after permanent middle cerebral artery occlusion. J. Cereb. Blood Flow Metab. 25, 414-420 (2005).
- Carswell, H. V. Differential effects of 17beta-estradiol upon stroke damage in stroke prone and normotensive rats. J. Cereb. Blood Flow Metab. 24, 298-304 (2004).
- Yong, Y. 17beta-estradiol potentiates ischemia-reperfusion injury in diabetic ovariectomized female rats. Brain Res. 1054, 192-199 (2005).
- Theodorsson, A., Theodorsson, E. Estradiol increases brain lesions in the cortex and lateral striatum after transient occlusion of the middle cerebral artery in rats: no effect of ischemia on galanin in the stroke area but decreased levels in the hippocampus. Peptides. 26, 2257-2264 (2005).
- Levin-Allerhand, J. A., Sokol, K., Smith, J. D. Safe and effective method for chronic 17beta-estradiol administration to mice. Contemp. Top Lab Anim. Sci. 42, 33-35 (2003).
