Eterotopico mucosa engrafting Procedura di Drug Delivery diretto al cervello nei topi
Summary
Un modello murino di ricostruzione base cranica endoscopica umana sviluppato che crea un'interfaccia semipermeabile tra il cervello e il naso utilizzando innesti mucose nasali. Questo metodo permette ai ricercatori di studiare consegna al sistema nervoso centrale di alto peso molecolare terapeutica che altrimenti esclusi dalla barriera emato-encefalica, se somministrati per via sistemica.
Abstract
Consegna di terapeutica nel cervello è ostacolato dalla presenza della barriera ematoencefalica (BBB) che limita il passaggio di composti polari e ad alto peso molecolare dal flusso sanguigno e nel tessuto cerebrale. Alcuni successi consegna diretta negli esseri umani è stato raggiunto tramite l'impianto di cateteri transcraniali; Tuttavia questo metodo è altamente invasiva e associati con numerose complicazioni. Un'alternativa meno invasiva sarebbe dosare il cervello attraverso una impiantato chirurgicamente, membrana semipermeabile come la mucosa nasale che viene utilizzato per riparare difetti base cranica seguente endoscopica transnasale rimozione chirurgica del tumore nell'uomo. Trasferimento Drug se questa membrana potrebbe effettivamente bypassare la BBB e diffondere direttamente nel cervello e nel liquido cerebrospinale. Ispirato da questo approccio, un approccio chirurgico nei topi è stata sviluppata che utilizza una membrana mucosa del setto donatore innestato su un difetto extracranica BBB chirurgico. Questo modello è stato dimostrato efficaceconsentire il passaggio di composti ad alto peso molecolare nel cervello. Dal momento che numerosi farmaci candidati sono in grado di attraversare la BBB, questo modello è utile per l'esecuzione di sperimentazione preclinica di nuove terapie per le malattie neurologiche e psichiatriche.
Introduction
Il trattamento della malattia neurologica e psichiatrica è fortemente ostacolato dalla presenza della barriera ematoencefalica (BBB) che impedisce oltre il 95% di tutti i potenziali agenti farmaceutici di raggiungere il sistema nervoso centrale 1-3. Ad esempio, derivazione gliale fattore neurotrofico (GDNF) ha dimostrato di essere efficace nel trattamento della malattia di Parkinson quando iniettato direttamente nel cervello, tuttavia è inefficace quando consegnato sistemica perché non può penetrare la BBB 4-6.
Numerosi avvicinato sono stati sviluppati per cercare di aggirare questo problema. Miglioramento della consegna sistematica di neurotheraputics è stata dimostrata utilizzando coniugati contenenti anticorpi selettivi per le proteine di trasporto localizzate sull'endotelio capillare cervello; tuttavia questo metodo non ha dimostrato di essere applicabile per una vasta gamma di farmaci 7,8. Inoltre, l'apertura osmotica della BBB è stato usato clinicaalleato, tuttavia questo metodo soffre di dosaggio di farmaci sistemici rispetto a una consegna più diretto alla regione del cervello di interesse 9. Notevole sforzo è stato messo in ottimizzazione consegna transnasale nella speranza di mira direttamente il cervello 10-12. Sebbene un certo successo è stato raggiunto, risultati conclusivi sono stati ottenuti solo per farmaci che posseggono recettori endogeni, come l'insulina 13,14. Inoltre il meccanismo di consegna transnasale è stato controverso con prove che suggeriscono ingresso indiretto nel cervello attraverso olfattivo neurone assorbimento o attraverso il flusso sanguigno 11. , Consegna transcranica diretta utilizzando cateteri impiantabili è stato raggiunto, tuttavia questa procedura è altamente invasiva e associata a numerose complicanze 15,16. Ad oggi, non esiste un metodo generale, minimamente invasivo per fornire composti ad alto peso molecolare nel cervello.
Qui presentata è una procedura chirurgica murinoche crea un'interfaccia semipermeabile con il cervello. Questo si ottiene innestando un espianto membrana mucosa 17 su un difetto craniotomia chirurgica in un topo. Utilizzando questa procedura è stato dimostrato che i composti solubili fino a 500 kDa possono essere trasportati nel sistema nervoso centrale (direttamente nel parenchima cerebrale e nel liquido cerebrospinale) sia un tempo e peso molecolare di modo dipendente 18. Questo metodo di aggirare la BBB è un modello per la riparazione dei difetti di base del cranio negli esseri umani che utilizza innesti di mucosa vascolarizzati per riparare buchi nel cranio dopo la chirurgia endoscopica transnasale 19,20.
Protocol
Representative Results
Discussion
Il passo più difficile della procedura qui descritta è la riuscita del trasferimento di una membrana mucosa adeguate dimensioni sulla superficie del cervello. Questo passaggio è notevolmente semplificata se il setto nasale raccolto è abbastanza grande e ben puliti. Se la parte ventrale del setto viene troncato, un nuovo innesto deve essere ottenuta. L'angolo di perforazione deve essere perpendicolare alla testa mouse per assicurare che la membrana mucosa non è danneggiato dal trapano. Se viene preso un percorso…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Questo studio è stato finanziato dalla Fondazione Mcihael J. Fox per la ricerca 2011 Rapid Response Innovations di Parkinson Awards Program. I finanziatori hanno avuto alcun ruolo nel disegno dello studio, la raccolta e l'analisi dei dati, la decisione di pubblicare, o preparazione del manoscritto.
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 |
References
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