चूहों में मस्तिष्क के लिए सीधी दवा वितरण के लिए Heterotopic Mucosal Engrafting प्रक्रिया

Summary

मानव इंडोस्कोपिक खोपड़ी आधार पुनर्निर्माण के एक माउस मॉडल नाक mucosal grafts का उपयोग कर मस्तिष्क और नाक के बीच एक semipermeable इंटरफ़ेस बनाता है कि विकसित किया गया है. इस विधि शोधकर्ताओं प्रणालीबद्ध दिलाई जब अन्यथा रक्त मस्तिष्क बाधा से बाहर रखा गया है जो उच्च आणविक भार चिकित्सा विज्ञान के केंद्रीय तंत्रिका तंत्र के लिए वितरण का अध्ययन करने के लिए अनुमति देता है.

Abstract

मस्तिष्क में चिकित्सा विज्ञान के वितरण खून से और मस्तिष्क के ऊतकों में ध्रुवीय और उच्च आणविक भार यौगिकों के पारित होने को प्रतिबंधित जो रक्त मस्तिष्क बाधा (BBB) ​​की उपस्थिति से अवस्र्द्ध है. मनुष्य में कुछ प्रत्यक्ष वितरण सफलता transcranial कैथेटर के आरोपण के माध्यम से हासिल किया गया है; हालांकि इस विधि को अत्यधिक आक्रामक और कई जटिलताओं के साथ जुड़ा हुआ है. एक कम आक्रामक विकल्प ऐसे मनुष्यों में इंडोस्कोपिक transnasal ट्यूमर को हटाने सर्जरी के बाद खोपड़ी आधार दोषों की मरम्मत के लिए प्रयोग किया जाता है कि नाक mucosa के रूप में एक शल्य चिकित्सा प्रत्यारोपित, semipermeable झिल्ली के माध्यम से मस्तिष्क खुराक के लिए किया जाएगा. हालांकि ड्रग हस्तांतरण इस झिल्ली को प्रभावी ढंग से बीबीबी बाईपास और मस्तिष्क और मस्तिष्कमेरु द्रव में सीधे फैलाना होगा. इस दृष्टिकोण से प्रेरित होकर, चूहों में एक शल्य दृष्टिकोण एक extracranial शल्य बीबीबी दोष खत्म engrafted एक दाता सेप्टल mucosal झिल्ली का उपयोग करता है कि विकसित किया गया था. इस मॉडल को प्रभावी ढंग से दिखाया गया हैमस्तिष्क में उच्च आणविक भार यौगिकों के पारित होने की अनुमति. कई दवा उम्मीदवारों बीबीबी पार करने में असमर्थ रहे हैं, इस मॉडल तंत्रिका विज्ञान और मनोरोग रोगों के लिए उपन्यास के उपचारों के preclinical परीक्षण के प्रदर्शन के लिए मूल्यवान है.

Introduction

तंत्रिका विज्ञान और मनोरोग बीमारी के उपचार के गंभीर रूप से केंद्रीय तंत्रिका तंत्र ^1-3 तक पहुँचने से सभी संभावित दवा एजेंटों के 95% से अधिक रोकता है जो रक्त मस्तिष्क बाधा (BBB) ​​की उपस्थिति द्वारा बाधा है. उदाहरण के लिए, glial neurotrophic कारक (GDNF) व्युत्पन्न यह बीबीबी ^4-6 घुसना नहीं कर सकते हैं क्योंकि प्रणालीबद्ध दिया लेकिन जब अप्रभावी है, मस्तिष्क में सीधे इंजेक्शन जब पार्किंसंस रोग के उपचार में प्रभावी होना दिखाया गया है.

दरवाजा खटखटाया कई इस समस्या को नाकाम करने के लिए प्रयास करने के लिए विकसित किया गया है. Neurotheraputics के प्रणालीगत वितरण में सुधार मस्तिष्क केशिका अन्तःचूचुक पर स्थित परिवहन प्रोटीन के लिए चयनात्मक एंटीबॉडी युक्त दवा conjugates का उपयोग करके प्रदर्शित किया गया है; हालांकि इस विधि फार्मास्यूटिकल्स ^7,8 की एक व्यापक श्रृंखला के लिए लागू होना दिखाया नहीं किया गया है. इसके अतिरिक्त, बीबीबी की आसमाटिक उद्घाटन क्लिनिक इस्तेमाल किया गया हैब्याज ⁹ के मस्तिष्क क्षेत्र को एक और अधिक प्रत्यक्ष वितरण के लिए विरोध के रूप में सहयोगी है, लेकिन इस विधि प्रणालीगत दवा खुराक से ग्रस्त है. पर्याप्त प्रयास सीधे मस्तिष्क ^10-12 को निशाना बनाने की उम्मीद में transnasal प्रसव के अनुकूलन में डाल दिया गया. कुछ सफलता हासिल किया गया है, निर्णायक परिणाम केवल इंसुलिन ^13,14 के रूप में अंतर्जात रिसेप्टर्स, अधिकारी है कि दवाओं के लिए प्राप्त किया गया है. इसके अलावा transnasal वितरण के तंत्र घ्राण न्यूरॉन तेज के माध्यम से या खून ¹¹ के माध्यम से मस्तिष्क में अप्रत्यक्ष प्रविष्टि का सुझाव सबूत के साथ विवादास्पद रहा है. प्रत्यारोपण कैथेटर का उपयोग प्रत्यक्ष, transcranial वितरण हालांकि इस प्रक्रिया को अत्यधिक आक्रामक और कई जटिलताओं ^15,16 के साथ जुड़ा हुआ है, हासिल किया गया है. तिथि करने के लिए, मस्तिष्क में उच्च आणविक भार यौगिकों देने के लिए कोई सामान्य, कम आक्रामक तरीका है.

एक murine शल्य चिकित्सा की प्रक्रिया के साथ साथ प्रस्तुतकि मस्तिष्क के साथ एक semipermeable इंटरफ़ेस बनाता है. यह एक माउस में एक शल्य कपाल – उच्छेदन दोष पर एक mucosal झिल्ली explant ¹⁷ engrafting द्वारा पूरा किया है. इस प्रक्रिया का उपयोग यह 500 केडीए अप करने के लिए घुलनशील यौगिकों एक समय और आणविक वजन निर्भर फैशन ¹⁸ दोनों में केंद्रीय तंत्रिका तंत्र (सीधे मस्तिष्क पैरेन्काइमा में और साथ ही मस्तिष्कमेरु द्रव में) में दिया जा सकता है कि दिखाया गया है. बीबीबी को दरकिनार करने का यह तरीका transnasal इंडोस्कोपिक सर्जरी ^19,20 निम्नलिखित खोपड़ी में छेद की मरम्मत के लिए vascularized mucosal grafts का उपयोग करता है जो मानव में खोपड़ी के आधार दोष मरम्मत के लिए एक मॉडल है.

Protocol

सर्जरी से पहले किया जा करने के लिए सभी प्रक्रियाओं IACUC और किसी भी अतिरिक्त नैतिक या कानूनी अधिकारियों द्वारा अनुमोदित और मानवीय पशु उपचार पद्धतियों का उपयोग कर रहे हैं सुनिश्चित करें. यह बाँझ शल्य चिकि…

Representative Results

एक बड़ा पर्याप्त नाक पट explant प्राप्त करने के बाद के चरणों के लिए महत्वपूर्ण है. यह चित्र 1A में दिखाया दाता माउस की खोपड़ी पर स्थान पर ड्रिलिंग के द्वारा पूरा किया जा सकता है. चित्रा 1 बी में दिख?…

Discussion

इस के साथ साथ वर्णित प्रक्रिया का सबसे कठिन कदम मस्तिष्क की सतह पर एक पर्याप्त आकार mucosal झिल्ली के सफल स्थानांतरण है. काटा नाक पट काफी बड़ी और अच्छी तरह से साफ किया जाता है तो यह चरण काफी आसान कर दिया है. पट …

Materials

Name of Material/ Equipment	Company	Catalog Number	Comments/Description
mice	Taconic	C57BL/6
Isoflurane	Piramal Healthcare
Student Fine Scissors	Fine Science Tools	91461-11
pneumatic drill	MTI Dental	333-CB
drill bit
forcepts	Fine Science Tools	91106-12
0.9% Sodium Chloride Injection USP	Abbott Laboratories	4925
Polystyrene Detri Dish	Fisher	08-757-12	for temporarily storing graft
Bead Sterilizer	Fine Science Tools	18000-45
Oxygen/Isoflurane System	SurgiVet	V720100
Temperature Control System	Physitemp	TCAT-2LV
Small Animal Stereotaxic Instrument	KOPF	Model 940
Eye Ointment
Electric shaver
Cotton-Tipped Applicators	Fisher	23-400-106
7.5% Provadone Iodine			Betadine surgical scrub
70% Ethanol
Surgical Blade Stainless	Feather	2976#10
Scalpel Handle – #3	Fine Science Tools	10003-12
3% Hydogen Peroxide			for cleaning the skull
Vetbond Tissue Adhesive	3M	1469SB
needles	Becton, Dickinson and Company	305176	needle tip cut off and used as well
syringes	Becton, Dickinson and Company	309597
nitrile gloves	Denville Scientific Inc	G4162	for well closure and protection of graft
5-0 Nylon Suture Thread
Student Halsey Needle Holder	Fine Science Tools	91201-13
cyanoacrylate adhesive			commecially available super glue
Dental Cement Kit, 1 lb, Pink Opaque	Stoelting	51458
isobutane (2-methylbutane)	Aldrich	M32631	for dry ice bath
dry ice