Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Medicine

بوساطة التنبيب داخل الرغامى (IMIT) تقطير: وموسع والرئة محدد نظام تسليم

doi: 10.3791/52261 Published: November 17, 2014

Summary

التنبيب داخل الرغامى بوساطة (IMIT) تقطير الكواشف هو، طريقة ممتازة موسع لدراسة أمراض الجهاز التنفسي، وكذلك وسيلة لغرس الكواشف العلاجية مباشرة في الرئة. انها طريقة سريعة وقابلة للتكرار للغاية والتي هي مناسبة لاختبار قبل السريرية.

Abstract

تشمل دراسات أمراض الجهاز التنفسي عادة استخدام نماذج الفئران إلى أنظمة بديلة. ومع ذلك، هناك اختلافات فيزيولوجية كبيرة بين الفئران والإنسان الجهاز التنفسي، وخصوصا في المجاري التنفسية العليا من (جمهورية تنزانيا المتحدة). في بعض النماذج، يمكن لهذه الاختلافات في تجويف الأنف الفئران يكون لها تأثير كبير على تطور المرض والعرض في الجهاز التنفسي السفلي (LRT) عند استخدام تقنيات تقطير الأنف، يمكن أن يحد من فائدة نموذج الفأر لدراسة هذه الأمراض. لهذه الأسباب، قد يكون من المفيد لتطوير تقنية لغرس البكتيريا مباشرة إلى الرئتين الماوس من أجل دراسة مرض LRT في غياب إشراك جمهورية تنزانيا المتحدة. لقد وصف هذا تحديدا داخل الرغامى بوساطة التنبيب-تقنية التوصيل (IMIT) تقطير الرئة. هذه التقنية موسع يقلل من إمكانية تقطير في مجرى الدم، والتي يمكن أن تحدث أثناء traditi أكثر الغازيةالجراحية النهج اونال داخل القصبة الهوائية العدوى، ويحد من إمكانية عرضية تسليم الجهاز الهضمي. IMIT هي عملية من خطوتين التي يتم فيها مدخل أنبوب الفئران أولا، مع خطوة وسيطة لضمان وضع القسطرة الصحيح في القصبة الهوائية، تليها إدخال إبرة حادة في القسطرة للتوسط النقل المباشر للبكتيريا في الرئة. هذا النهج يسهل فعالية> 98٪ من الولادة إلى الرئتين مع توزيع ممتاز للكاشف في جميع أنحاء الرئة. وبالتالي، يمثل IMIT نهج رواية لدراسة مرض LRT وتقديم العلاج مباشرة إلى الرئتين، على تحسين القدرة على استخدام الفئران كبديل لدراسة أمراض الجهاز التنفسي البشري. وعلاوة على ذلك، فإن دقة واستنساخ هذا النظام يجعل من التسليم أيضا قابلة للمعايير الممارسة المعملية الجيدة (GLPS)، فضلا عن تقديم مجموعة واسعة من المواد الكيميائية التي تتطلب تسليم كفاءة عالية إلى الرئة.

Introduction

وقد تم استخدام الفئران لنموذج العديد من مظاهر الأمراض البشرية، بما في ذلك عدد لا يحصى من أمراض الجهاز التنفسي. نماذج بديلة المرض غالبا ما تكون غير قادرة على تلخيص كل جوانب مرض نمذجتها، عادة بسبب فيزيولوجي مهم أو الاختلافات المناعية في نماذج المضيف اثنين. وهكذا، فإن هدف تحسين أنظمة النموذج هو لتطوير المناهج التي تتيح بدائل لتعكس عن كثب عملية المرض أو استجابة استضافة كما لوحظ في النظام المضيف الأصلي. هناك العديد من الاختلافات الفسيولوجية الرئيسية بين الفئران والبشر في الآلية التي كانت مصدر إلهام الهواء. المدرجة في هذه الاختلافات هي اختلافات كبيرة في حجم ratiometric بين جمهورية تنزانيا المتحدة وLRT. وتشير التقديرات إلى أن الفئران تمتلك> 100 أضعاف مساحة جمهورية تنزانيا المتحدة المتعلقة البشر، ضد تطبيع الكلي 1،2 قدرة الرئة. وبالتالي، المحارات الأنفية من الفأرة تسمح لتصفية أكثر اتساعا من الهواء من وحي لتسهيل بمعدل أكبر بكثير من breathiنانوغرام، والتي قد يكون لها تأثير كبير على الدراسات الالتهاب الرئوي اذا إصابة تجويف الأنف يلعب دورا هاما في تطور المرض.

وقد استخدمت عدة أساليب مختلفة لغرس البكتيريا في الرئتين من الفئران لدراسة أمراض الجهاز التنفسي مثل الإنسان. الأكثر شيوعا من هذه الأساليب هو التلقيح داخل الأنف، حيث يتم تطبيق وقف السائل في واحد أو كلا فتحتي الأنف على فأرة الحاسوب. في حين بسيطة نسبيا، والمحاذير مثل تقطير حجم ونوع التخدير المستخدم يمكن أن تؤثر على كفاءة تقطير في LRT عن طريق التلقيح داخل الأنف 3-5. على وجه التحديد، ميلر وآخرون. قد أظهرت أن تقطير داخل الأنف من الفرنسيسيلة التولارية بكميات لم أقل من 50 ميكرولتر لا يؤدي إلى تقطير من البكتيريا في LRT 6. انهم وحظ كذلك أفضل LRT تقطير عند استخدام الأيزوفلورين المستنشق بدلا من حقن الكيتامين / زيلازين للتخدير. ومع ذلك، لدينا التجربهه مع يرسينيا بيستيس التلقيح داخل الأنف يشير يمكن أن يتحقق التلقيح أكثر اتساقا استخدام الكيتامين / زيلازين بالمقارنة مع الأيزوفلورين (MBL، بيانات غير منشورة). ويمكن أن يعزى هذا الاختلاف إلى الممرض أو استخدامها لاختلاف في الإجراءات المخبرية، ولكن الأهم تسليط الضوء على التغير المحتمل في هذه التقنية. وعلاوة على ذلك، الرئتين تحصد بعد عرض الأنف تقطير أن نسبة منخفضة نسبيا من اللقاح البكتيري الأولي تصل إلى الرئة قريبا (في حالة Y. الطاعون، تم انتشال 10٪ فقط 1 ساعة بعد تقطير 7)، مما يشير إلى أن عددا كبيرا من البكتيريا يمكن الاحتفاظ بها في جمهورية تنزانيا المتحدة (أو ابتلع في الجهاز الهضمي). في نماذج معينة المرض، وهذا الترسب كبير من البكتيريا على الغشاء المخاطي تنزانيا المتحدة قد تربك فهمنا لتطور المرض إذا كان الكائن قادر على استعمار تجويف الأنف الفئران بطريقة لا تتفق مع الأمراض التي تصيب البشر. على سبيل المثال، استخدام في الجسم الحي </ EM> التصوير، وقد لوحظ أن بوركهولدريا الراعومية، والتي لا استعمار URT الإنسان، ويسبب العدوى الانتهازية الساحقة من تجويف الأنف عند الفئران التي ألقاها الأنف طريقة تقطير 8.

كما تم استخدام طرق أخرى لزرع البكتيريا في الرئتين من الفئران في بحوث الأمراض المعدية. ومع ذلك، بالمقارنة مع الأنف تقطير هذه الطرق تميل الى تتطلب خبرة أكثر تقنية و / أو معدات باهظة الثمن دون أن يلغي احتمال بدء العدوى في مواقع متعددة (على سبيل المثال، الهباء الجوي [URT وLRT]، [transoral الجهاز الهضمي وLRT]، وداخل الرغامى الجراحية [LRT ومجرى الدم]). نظرا للمضاعفات المحتملة التي يمكن أن تكون مرتبطة مع مواقع ثانوية للعدوى، سعينا إلى وضع نهج داخل القصبة الهوائية التي تتجاوز تنزانيا المتحدة ويسلم الممرض مباشرة إلى الرئتين من الفئران تخدير، ولكن أيضا يحد inoculat غير مقصودايون في مجرى الدم أو الجهاز الهضمي. لتحقيق هذه الغاية، وضعت بوساطة التنبيب داخل الرغامى (IMIT) تقطير كإجراء غير الجراحية التي تضمن LRT تقطير اللقاح من قبل بما في ذلك خطوة وسيطة للتحقق من وضع القسطرة السليم قبل تقطير. ويوصف هذا الأسلوب باستخدام صبغة تقطير لإظهار بصريا التوزيع الواسع للاللقاح في جميع أنحاء الرئة، وP. الزنجارية تقطير لإثبات تسليم فعال للغاية (> 98٪ من اللقاح) من هذا الأسلوب إلى الرئة. الأهم من ذلك، في حين وضعت أصلا للتسليم البكتيري، IMIT كما يقدم أداة فعالة ل: ط) تقطير من مختلف الجزيئات لدراسة النماذج الأخرى مرض في الجهاز التنفسي، والثاني) تسليم العلاجية الرئة محددة، والثالث) دراسات وظائف الرئة الأساسية، بما في ذلك استهداف تسليم سيرنا إلى الرئة.

Protocol

ملاحظة: كل من الإجراءات الموضحة هنا تم مراجعتها والموافقة عليها من قبل جامعة لويزفيل جنة المؤسسية للسلامة الأحيائية (بروتوكول # 13-056) والمؤسسي رعاية الحيوان واستخدام اللجنة (بروتوكول # 13-064).

1. إعداد صبغ

  1. تمييع 0.1٪ (ث / ت) Coomassie بريليانت الأزرق في برنامج تلفزيوني وتصفية تعقيم باستخدام فلتر حقنة 0.45 ميكرومتر.

2. إعداد الزائفة الزنجارية الثقافة

  1. 15 ساعة قبل تقطير، تطعيم 3 مل من ثقافة مرق مع مستعمرة بكتيرية واحدة.
  2. تنمو ثقافة 15 ساعة عند 37 درجة مئوية على شاكر (200 دورة في الدقيقة).
  3. الطرد المركزي 1 مل من ثقافة في 1.5 مل microfuge أنبوب 12000 x ج لمدة 30 ثانية.
  4. إزالة المتوسطة و resuspend بيليه في 1ml من برنامج تلفزيوني.
  5. تمييع قسامة لتعليق الأوراق المالية للبكتيريا 01:10 في برنامج تلفزيوني وقياس OD 600 من تعليق البكتيرية المخفف لتحديدتركيز البكتيريا.
  6. تمييع تعليق الأسهم البكتيرية في برنامج تلفزيوني للتركيز المطلوب من اللقاح البكتيري، وذلك باستخدام حجم تسليم 50 ميكرولتر لIMIT التلقيح.

3. IMIT تقطير

  1. وضع مجموعة من الفئران في الأيزوفلورين غرفة التخدير تحريض وباستخدام تخدير 2 - 3٪ خليط الأيزوفلورين / الأكسجين.
  2. في بداية الأولي من التخدير، القفا الماوس، وعقد الماوس في وضع مستقيم، وتدير 10 ميكرولتر من محلول ليدوكائين 2٪ بواسطة أنبوب تغذية الإبرة إلى الجزء الخلفي من الحلق ويسمح الحل لاستنزاف وصولا الى سان المزمار. العودة الماوس إلى غرفة التخدير.
    1. سماح لا تقل عن 5 دقائق للسماح ليدوكائين نافذة المفعول الكامل كما مخدر موضعي.
  3. عندما حققت الفئران المستوى المطلوب من التخدير (معدل 60 نبضة في الدقيقة ~ التنفس)، والحد من الأيزوفلورين إلى 2٪ للحفاظ على التخدير.
  4. صبغة التحميل المسبق أو اللقاح البكتيري في 250 ميكرولتر الغاز محكمدقة حقنة تناسب مع 22 G إبرة حادة طويلة.
    1. أولا وضع 150 ميكرولتر من الهواء، وتقاس تفلون الغطاس من الحقنة. بعد ذلك، وضع 50 ميكرولتر من اللقاح عن طريق دفع المكبس تفلون من علامة 150 ميكرولتر إلى علامة 200 ميكرولتر على هيئة حقنة.
      ملاحظة: عندما يتم إخراج العينة إلى مدخل أنبوب الماوس، سيتم تسليم تعليق 50 ميكرولتر أولا، تليها 150 وسادة الهواء ميكرولتر التي ستقوم بتوزيع اللقاح في جميع أنحاء الرئة.
  5. إزالة الماوس واحد من غرفة تحريض ووضع مستلق على منصة التنبيب. تأمين الماوس إلى منصة من خلال تركيب القواطع لها مع يا الدائري تعلق الفيلكرو الشريط، وتأمين الفيلكرو إلى المنصة. رفع الماوس إلى 45 درجة انحدر.
  6. باستخدام قضيب من القطن الصغيرة، التراجع اللسان مع تحريك المتداول، وذلك باستخدام اليد المهيمنة.
  7. مع جهة غير السائد، استخدم نوبة منظار الأذن التي تعمل مع مناظير التنبيب لكلا أماهintain اللسان تراجع وتصور المزمار.
  8. مع اليد المهيمنة، واستخدام الأسلاك دليل الخيوط من خلال 20 G القسطرة لتدخله الماوس، جلوس القسطرة إلى عمق 10 مم في القصبة الهوائية الماوس (القسطرة تتناسب مع الأكمام السيليكون مع 10 ملم من يتعرض قسطرة). إزالة منظار الأذن / مناظير.
  9. تأكد من أن الفأر قد تم بشكل صحيح من خلال تأمين مدخل أنبوب القسطرة مع جهة غير السائد في حين ربط لفترة وجيزة لور طول متصل من 1/16 "واضح أنابيب تحتوي على صبغة ملونة.
    ملاحظة: سوف الصبغة تهاجر بسرعة ذهابا وإيابا ردا على التنفس.
  10. لا المضي قدما في خطوات لاحقة إذا لم يثبت تأكيد التنبيب عند هذه النقطة. إذا كان التنبيب فشلت محاولة إعادة تعيين القسطرة ودليل الأسلاك لمحاولة إضافية واحدة على التنبيب.
    ملاحظة: من غير المستصوب أن يحاول أكثر من اثنين intubations على فأرة الحاسوب في جلسة واحدة دون أن تسبب صدمة للماوس.
  11. تواصلتأمين القسطرة مع جهة غير السائد أثناء إدراج دقة حقنة / إبرة حادة تحتوي على السائل وسادة تعليق / الهواء.
  12. صرف السائل / الهواء مباشرة في الرئة في حركة السوائل واحدة وإزالة الإبرة / القسطرة مباشرة من الماوس.
  13. العودة الماوس لقفص والسماح التعافي من التخدير.

4. توصيف IMT تسليم

  1. بعد IMIT تقطير، الموت ببطء الماوس عن طريق CO 2 اختناق في الوقت المناسب بعد التلقيح.
  2. تأمين الماوس الموت الرحيم على لوحة التشريح ونقع في الصدر والبطن مع 70٪ ETOH باستخدام زجاجة بخ.
  3. إذا تقييم توزيع وكيلا التصوير في جميع أنحاء الرئة، وإزالة الرئتين من الحيوانات باستخدام تقنية معقمة وعرض الرئتين بما يتناسب مع التصوير.
    ملاحظة: قد يكون مستعدا الرئتين لتقنيات تلطيخ النسيجية إضافية عن طريق التثبيت أو الحفظ بالتبريد المناسب </ لى>
  4. إن تقييم عبء البكتيريا من أنسجة الرئة المصابة، وإزالة الرئتين من الحيوانات باستخدام تقنية معقمة. مكان الرئتين الى عقيمة، preweighed 1 أوقية عينة حقيبة. وزن وتسجيل وزن الحقيبة عينة + الرئتين.
    1. إضافة 1 مل من برنامج تلفزيوني 1X معقم لكل حقيبة + عينة الأنسجة. ختم حقيبة عينة.
    2. تجانس الأنسجة التي كتبها لطيف المتداول 25 مل ماصة المصلية على حقيبة + عينة الأنسجة.
    3. توليد التخفيفات التسلسلي للجناسة الرئة في برنامج تلفزيوني العقيمة ولوحة على لوحة أجار (LB، أو عند الاقتضاء إلى الأنواع البكتيرية قيد الدراسة):
      1. إجراء ست التخفيف التسلسلي أضعاف في U-القاع 96 لوحة جيدا قبل pipettor الأقنية ثم لوحة عينات ثلاث نسخ متعددة من قبل على لوحة آغار.
    4. احتضان لوحات أجار بين عشية وضحاها في 37 درجة مئوية وتعداد الوحدات تشكيل مستعمرة في اليوم التالي.

Representative Results

لتصور توزيع المواد تغرس من خلال طريقة IMIT، تم غرس 50 ميكرولتر من 0.1٪ Coomassie الصبغة الزرقاء الرائعة إلى الرئتين من الفأرة تخدير. كان الموت الرحيم الماوس على الفور وتمت إزالة الرئتين عن طريق تشريح العقيمة. الشكل 1 يبين أنه تم تسليم الصبغة على كل من فصوص الرئة.

لتحديد كمية البكتيريا تسليمها إلى الرئتين عبر طريقة IMIT، ثلاث مجموعات من الفئران (ن = 3) تم غرسها مع ثلاثة تركيزات مختلفة من P. الزنجارية (1.21 × 10 8، 7 1.21x10، و 1.21 × 10 6 مستعمرة [كفو] في 50 ميكرولتر). مباشرة بعد IMIT تقطير، الموت الرحيم كانت الفئران والرئتين إزالتها، وكان تعداد أرقام البكتيرية وبالمقارنة مع اللقاح (الشكل 2). تسليم اللقاح هو ذات كفاءة عالية عبر هذه الطريقة، مع> 98٪ من اللقاح المستخرجة من الرئتين لتغرسالحيوانات. وعلاوة على ذلك، كان IMIT تقطير تكرار للغاية بغض النظر عن تركيز اللقاح (R 2 = 0.9951).

الشكل 1
الشكل 1: IMIT تقطير يوزع اللقاح في جميع أنحاء الرئتين الرئتين من الفئران غرست مع 50 ميكرولتر من 0.1٪ Coomassie بريليانت الأزرق تظهر صبغة زرقاء وزعت في جميع الفصوص.

الرقم 2
الشكل 2: IMIT تقطير البكتيريا في الرئتين الفئران كانت تغرس مع P. الزنجارية وعدد من البكتيريا تغرس في الرئتين (دخول 10 كفو - تعافى) وتمت مقارنة لقيحة يقدر (دخول 10 كفو - تسليم). ويمثل كل دائرة وكفو / الرئة ماوس الفردية (ن = 3 لكلجرعة البكتيرية).

Discussion

IMIT تقطير يقدم تحسينات رئيسية لأمراض الجهاز التنفسي النماذج الموجودة في القدرة على غرس بتكاثر الكواشف مباشرة في الرئة. وهو النهج السريع الذي يقع بشكل مثالي لفريق من اثنين من الباحثين، واحدة من التي تدير الخدمات اللوجستية التخدير والحبس، والآخر الذي يؤدي تقنية IMIT. قد يتم إجراء دراسات كبيرة باستخدام IMIT بمتوسط ​​التزام وقت من 2 - 3 دقيقة لكل الماوس. لأن النهج يجعل من استخدام الأيزوفلورين كمخدر، الفئران على التعافي بسرعة من التخدير، وتقليل الوقت وتربية الحيوانات من خلال رصد الانتعاش.

الجانب الأكثر تحديا من الناحية التقنية من طريقة IMIT هو الخطوة الأولى لتنبيب الفئران. تعلم الأفراد لأداء IMIT قادرون على التركيز على هذه الخطوة الأولى من وضع القسطرة والتأكد من أن التنبيب تم تحقيقه من خلال التأكيد البصري للحركة الصبغة. صالح النهج هو أن الرئة المواصفاتمكفول IFIC تقطير من خلال استخدام تأكيد التنبيب، مما يزيد من ثقة كل من الباحث الجديد وكذلك الخبير محاولة تدخله حيوان الصعب. العناصر الرئيسية لتحقيق الاستفادة المثلى من احتمال وجود التنبيب ناجحة هي: ط) تحقيق التخدير العميق لإتاحة الوقت الكافي العمل، والثاني) موضع الصحيح للمناظير في الفم للسماح التصور الجيد لسان المزمار والثالث) التنسيب عمق جيد لل مناظير بحيث يظل اللسان تراجع في جميع أنحاء الداخلي، والرابع) استخدام منصة إمالة لدعم أيدي الباحث بحيث يتم إجراء الإجراء استرخاء مع وجود نهج ثابت.

واحد من أوجه القصور في إجراءات IMIT يرتبط تواتر الأحداث IMIT تقطير. بسبب الصدمة المحتملة المرتبطة مع التنبيب غاب، فمن غير المستحسن أن يتم إجراء أكثر من محاولتين التنبيب في جلسة واحدة (ما يصل الى اثنين يخطئ). IMITوقد إمكانات ممتازة في قدرته على استخدامها لتوصيل العلاجات إلى رئة الفئران، لكن الأنظمة العلاجية التي تستفيد من تسليم متكررة جدا من كاشف في الرئة قد لا تكون مناسبة لIMIT. قد يكون من الممكن أن IMIT يمكن استخدامها يوميا لتوفير الكواشف إلى رئة الفئران دون أن تسبب صدمة كبيرة، ولكن فقط عندما أجراه باحث من ذوي المهارات العالية، حيث أن الغالبية العظمى من الصدمة المرتبطة مع التنبيب ويعتقد أن تترافق مع حدث التنبيب غاب . ينبغي مناقشة هذا IMIT عالية التردد مع الأطباء البيطريين المحليين وIACUC.

قيود محتملة إضافية من IMIT هو حجم الفأر الذي يجري مدخل أنبوب. وقد وضعت إجراءات IMIT المذكورة أعلاه باستخدام الفئران حوالي 17-22 غرام، حيث تم العثور على 20 G قسطرة أن تكون ذات حجم مناسب لالقصبة الهوائية من الفئران في هذا النطاق الحجم. وقد استخدمت القسطرة بنجاح أكبر في الفئران الأكبر سنا. التطوير الأولي من IMIT ماستخدام أدي لقسطرة G 18 في BALB / ج الفئران التي هي> 20 غراما. الأهم من ذلك، إذا استخدمت أحجام قسطرة بديلة يجب ان تؤخذ الإبر كليلة والتي تناسب تجويف القسطرة ويتم قطع على طول 1MM الذي يمتد أبعد من مجرد غيض القسطرة. التنبيب من فئران أصغر من 17 ز قد يكون ممكنا ولكن لا ينصح نظرا للخبرة المطلوبة، ويتطلب استخدام القسطرة الصغيرة ومناظير من تم وصفها أعلاه.

وقد استخدمنا IMIT لإيصال عدة مسببات الأمراض في الجهاز التنفسي بالإضافة إلى P. الزنجارية، بما في ذلك B. الراعومية 9 و 10 كليبسيلا الرئوية. جعلت نموذج IMIT إنجازات هامة لدراساتنا من B. الراعومية أمراض الجهاز التنفسي، بعد أن حددت أن التلقيح داخل الأنف يسبب المبكر والاعتلال تنزانيا المتحدة ذات الصلة من الفئران بدلا من نقطة النهاية الأمراض الجهازية التي لوحظت في الأمراض التي تصيب البشر 9. ب. الراعومية هو الشق 1 SELECر عامل التأثير الدفاع البيولوجي، وكما يجري تطوير هذه النماذج أمراض الجهاز التنفسي التعرض للرذاذ الذي نماذج طريقا الدفاع البيولوجي ذات الصلة المحتملة لدخول الجراثيم إلى سلاح. لأن النماذج الحالية الهباء الجوي تؤدي إلى إصابة كل من جمهورية تنزانيا المتحدة وLRT، نفس الظواهر المحتملة في وقت مبكر الاعتلال حددنا لنموذج الأنف من B. قد تنطبق أمراض الجهاز التنفسي الراعومية لنموذج الهباء الجوي. والتكيف المستقبلي للنموذج IMIT يمكن أن يكون تسليم الهباء الجوي بوساطة التنبيب (عماد)، والتي هي مدخل أنبوب الفئران لتسليم الهباء هدف فقط في الرئة. تتوفر حاليا للحفاظ على التخدير الأيزوفلورين، التي يمكن تكييفها لتقديم رذاذ، بدلا من السائل القائم، التحدي الممرض أجهزة التهوية الميكانيكية.

وقد وضعت IMIT في البداية كمدخل لتحسين وصول البكتيريا إلى الرئة، ولكن لديه أيضا تطبيق لتسليم الكواشف الأخرى في الرئة الماوس. كما ديسالعناد أعلاه، تسليم داخل الأنف من المركبات في الفئران النتائج في انخفاض الكفاءة، والتسليم متغير بدرجة كبيرة من الكواشف إلى الجهاز المستهدف في الرئة. تسليم داخل الأنف من البوزيترون البوزيتروني (PET) الكواشف التصوير مع رئة الفئران أسفرت عن كفاءة تسليم 40٪ 11، في حين أننا أثبتنا أن IMIT يوفر بديلا ممتازا لغيرها من التسليم الرئة مع اقتراب لها> 98٪ كفاءة التسليم والتوزيع متعدد الفصوص. هذا التحسن في استهداف تسليمها إلى الرئة لديه القدرة على زيادة استنساخ تسليم العلاجي لعلاج مرض الرئة. IMIT يمكن أن توفر مزايا مماثلة للدراسات: ط) تأثير المهيجات البيئية الرئوية، والثاني) سرطان الرئة الدراسات المظهرية والثالث) سيرنا الرئة محددة تدق إلى أسفل.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Rodent, Tilting WorkStand Hallowell EMC 000A3467 Base should be detached when working in a BSC
Operating Otoscope Head Welch Allyn 21700
Otoscope 3.5 V Li Battery Welch Allyn 71900
Mouse Intubation Specula short, Autoclaveable Hallowell EMC 200A3589S
Incisor Loops Hallowell EMC 210A3490A
Cotton fine tip applicator Puritan 871-PC DBL  Used for tongue retraction
I.V. Catheter, 20 G Exel Int 26741 Optional: fit a silicon sleeve with 10 mm exposed catheter surface
Gas tight syringe, 250 ul Hamilton 81120 Used for delivery of liquid inoculum by IMIT
Blunt Needle, 22 G Hamilton 91022 Trim to length to protrude 1 mm from 20 G catheter
Guide wire (Fiber optic wire, 0.5 mm) TheFiberOpticStore.com FOF .50 Cut to 6" length: used as guide wire for intubation
Tuberculin syringe, 1 ml Becton Dickinson 309659 Assemble with fiber optic wire as guide wire
Brilliant Blue R (Coomassie) Sigma B0149
Tygon tubing, 1/16" Saint Gobain ALC00002 
Male Luer 1/16" barb Cole Parmer 45503-22
Female Luer 1/16" barb Cole Parmer 45500-00
Lidocaine, USP Spectrum LI102 pH lidocaine into solution at 2%(w/v) pH7.0
Sample bag, 1 oz Whirl-Pak B01067
U-bottom 96 well plate, sterile Greiner 650161

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Reznik, G. K. Comparative anatomy, physiology, and function of the upper respiratory tract. Environ Health Perspect. 85, 171-176 (1990).
  2. Hoyt, R. F. J., Hawkins, J. V., St. Clair, M. B., Kennet, M. B., et al. Chapter 2. The Mouse in Biomedical Research, Volume 2, Second Edition: Diseases (American College of Laboratory Animal Medicine). Fox, J. G. 2, Academic Press. 23-90 (2007).
  3. Visweswaraiah, A., Novotny, L. A., Hjemdahl-Monsen, E. J., Bakaletz, L. O., Thanavala, Y. Tracking the tissue distribution of marker dye following intranasal delivery in mice and chinchillas: a multifactorial analysis of parameters affecting nasal retention. Vaccine. 20, 3209-3220 (2002).
  4. Eyles, J. E., Spiers, I. D., Williamson, E. D., Alpar, H. O. Tissue distribution of radioactivity following intranasal administration of radioactive microspheres. J Pharm Pharmacol. 53, 601-607 (2001).
  5. Southam, D. S., Dolovich, M., O'Byrne, P. M., Inman, M. D. Distribution of intranasal instillations in mice: effects of volume, time, body position, and anesthesia. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 282, 833-839 (2002).
  6. Miller, M. A., et al. Visualization of murine intranasal dosing efficiency using luminescent Francisella tularensis: effect of instillation volume and form of anesthesia. PLoS ONE. 7, (2012).
  7. Lathem, W. W., Crosby, S. D., Miller, V. L., Goldman, W. E. Progression of primary pneumonic plague: a mouse model of infection, pathology, and bacterial transcriptional activity. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 102, 17786-17791 (2005).
  8. Warawa, J. M., Long, D., Rosenke, R., Gardner, D., Gherardini, F. C. Bioluminescent diagnostic imaging to characterize altered respiratory tract colonization by the Burkholderia pseudomallei capsule mutant. Front Microbiol. 2, 133 (2011).
  9. Gutierrez, M., Pfeffer, T. L., Warawa, J. M. Type 3 Secretion System cluster 3 is a critical virulence determinant for lung-specific melioidosis. Submitted. (2014).
  10. Fodah, R. A., et al. Correlation of Klebsiella pneumoniae comparative genetic analyses with virulence profiles in a murine respiratory disease model. PLoS ONE. In revision, (2014).
  11. Soto-Montenegro, M. L., et al. Assessment of airway distribution of transnasal solutions in mice by PET/CT imaging. Mol Imaging Biol. 11, 263-268 (2009).
بوساطة التنبيب داخل الرغامى (IMIT) تقطير: وموسع والرئة محدد نظام تسليم
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Lawrenz, M. B., Fodah, R. A., Gutierrez, M. G., Warawa, J. Intubation-mediated Intratracheal (IMIT) Instillation: A Noninvasive, Lung-specific Delivery System. J. Vis. Exp. (93), e52261, doi:10.3791/52261 (2014).More

Lawrenz, M. B., Fodah, R. A., Gutierrez, M. G., Warawa, J. Intubation-mediated Intratracheal (IMIT) Instillation: A Noninvasive, Lung-specific Delivery System. J. Vis. Exp. (93), e52261, doi:10.3791/52261 (2014).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter