Waiting
Login processing...

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

Medicine

Anvendelse af kanin Eyes i farmakokinetiske studier af intraokulært Drugs

Published: July 23, 2016 doi: 10.3791/53878

Abstract

Den intraokulære rute lægemiddelindgivelse muliggør levering af høje koncentrationer af terapeutiske lægemidler, samtidig minimere deres systemiske absorption. Adskillige lægemidler indgives i forkammeret eller glaslegemet, og den intraokulære injektion har været effektiv til at kurere forskellige intraokulære sygdomme. Kaninøjne er ofte blevet brugt til oftalmisk forskning, som dyret er let at håndtere og økonomisk i forhold til andre pattedyr, og størrelsen af ​​en kanin øje er svarer til den for det menneskelige øje. Anvendelse af en 30 G nål, kan lægemidler injiceres i intrakameral og intravitreale rum af kaninøjne. Øjet derefter nedfrosset indtil analyse, og kan opdeles i den vandige humor, vitreous, og retina / choroidea. De glasagtige og retina / choroid prøver kan homogeniseres og opløst før analyse. Derefter kan immunoassays udføres for at måle koncentrationerne af intraokulære lægemidler i hvert rum. Passende farmakokinetiske modeller kan væreanvendes til at beregne flere parametre, såsom halveringstiden og maksimal koncentration af lægemidlet. Kaninøjne kan være en god model for farmakokinetiske studier af intraokulære lægemidler.

Introduction

Før fremkomsten af ​​intraokulære lægemiddeladministration, den største bekymring for medicinsk terapi til intraokulære sygdomme var den effektivitet, hvormed lægemidlet kan trænge ind i øjet. Blod-okulær barriere forhindrer mange stoffer, herunder narkotika, i at diffundere ind i øjet. Derfor koncentrationer af lægemidler, der ligger over terapeutiske niveauer kan ikke let opnås. Den intraokulære lægemiddelindgivelse fremgangsmåde, herunder intrakameral og intravitreale injektioner, kan direkte passere blod-okulær barriere 1-3, således at der kan opnås terapeutiske koncentrationer af lægemidler i øjet 4,5.

Følgelig har intravitreal lægemiddeltilførsel blevet en populær metode til behandling for flere intraokulære sygdomme 5,6. For eksempel er intravitreal injektion bredt udført for alder maculadegeneration, diabetisk retinopati, retinal vene okklusion, og intraokulære infektioner 7-10. Specielt efterindførelsen af ​​anti-VEGF medicin, er hyppigheden af ​​intravitreale injektioner bemærkelsesværdigt forøget til behandling af retinale sygdomme. Derfor er det vigtigt at forstå de intraokulære farmakokinetik sådanne lægemidler til evaluering af effektiviteten og sikkerheden af ​​den medicinske behandling.

Selvom den intraokulære administration af lægemidler anses et stort gennembrud i medicinsk terapi til øjensygdomme, overvågning af koncentrationen lægemidlet i øjeæblet er teknisk krævende. Eftersom humane øjne indeholder kun små mængder af vandig humor (ca. 200 pi) og glasagtige (ca. 4,5 ml, tabel 1), er det teknisk vanskeligt at opnå tilstrækkelige mængder af okulær fluid at måle lægemiddelkoncentrationen. Endvidere metoder, der anvendes til at opnå øjet væske, såsom glaslegemet aflytning eller forreste kammer paracentese, kan beskadige øjenvævet og resultere i alvorlige komplikationer, såsom katarakter, endophthalmitis, ellernethindeløsning 11,12. Derfor er dyremodeller anvendes i farmakokinetiske studier af almindeligt anvendte intraokulære lægemidler 13. Blandt disse dyremodeller, kaniner eller aber er de hyppigst anvendte dyr.

Kaniner, som er små pattedyr af ordenen Lagomorpha i familien leporidae, findes i flere dele af verden. Fordi kaniner er ikke aggressive, de er nemme at håndtere, bruge i et eksperiment, og observere. Lavere omkostninger, lette tilgængelighed af dyret, svarende øjestørrelse til mennesker, og en stor database af information til sammenligning fordel udfører farmakokinetiske undersøgelser under anvendelse kaninøjne. I dette papir, er en protokol for farmakokinetiske undersøgelser af intraokulære lægemidler i kaninøjne beskrevet.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Vores protokol følger retningslinjerne fra Institutional Animal Care og brug Udvalg (IACUC) i Seoul National University Bundang Hospital, som godkendte alle de dyreforsøg og dyrenes pleje metoder, der præsenteres i denne protokol. Den IACUC er i fuld overensstemmelse med den ottende udgave af Guide til Pleje og anvendelse af forsøgsdyr (2011). Alle procedurer blev udført med overholdelse af retningslinjerne af foreningen for forskning i Vision og Oftalmologi Erklæring for anvendelse af dyr i Ophthalmic og Vision Research hos dyr. Individuelle bure blev anvendt til boliger kaninerne. Yderligere kirurgi eller forberedelse før udførelse af dette eksperiment (dvs. sterilisering) kan ikke kræves.

1. intraokulær injektion af lægemidlet i kaninøjne

  1. Bedøver sunde hvide New Zealand-kaniner med en vægt 1,5-2 kg med en intramuskulær injektion af en blanding af tiletamin hydrochlorid og zolazepamhydrochlorid (15 mg / kg) og xylazin-hydrochlorid (5 mg / kg). Kontroller anæstesi ved at overvåge palpebrale (blink) refleks eller ved øret knivspids.
    BEMÆRK: Hvis en intraokulær lægemiddel binder til okulære pigmenter, kan graden af ​​binding inducerer modifikation af lægemidlets okulære farmakokinetik. For eksempel kan halveringstiden af et pigment-bindende lægemiddel i glaslegemet og vandige humør af pigmenterede kaniner øges sammenlignet med den i albinokaniner 14. I dette tilfælde kan de opnåede fra pigmenterede kaninøjne data være mere ens og som gælder for menneskeøjne som menneskelige øjne har en anden grad af pigmentering og albino kanin øjnene kan ikke repræsentere menneskelige modstykker. Således overvejer lægemiddel-pigment interaktion, brugen af ​​pigmenterede eller albino kaniner bør overvejes nøje, og resultaterne bør fortolkes sammen med stammen (pigmentering) af kanin. Imidlertid er albinokaniner anbefales til brug i studier, der sammenligner farmakokinetiske egenskaber som dtæppe-pigment interaktion kan være en confounding faktor i sammenligningen.
    1. Påfør et aktuelt bedøvelsesmiddel med en% proparacainhydrochlorid oftalmologiske øjendråber. Brug dyrlæge salve (2% hydroxypropylmethylcellulose) for at forhindre øjet tørhed indtil bedring efter anæstesi.
      BEMÆRK: Lad aldrig kanin uden opsyn, mens bedøvet.
  2. Spile eleven med en eller to dråber phenylephrin hydrochlorid og tropicamid.
  3. For kirurgisk forberedelse før intraokulær injektion, gælder 5-10% povidon-jod til periokulær hud med en vatpind 5. Placer en dråbe 5-10% povidon-iod på øjets conjunctiva.
  4. Administrere de intraokulære narkotika enten intravitrealt eller intracameralt anvendelse af aseptisk teknik 5.
    BEMÆRK: Det stof absorberes i den systemiske cirkulation kan også trænge stipendiaten øjet. Når et lægemiddel indgives i begge øjne, kan medikamentkoncentrationen på det ene øje blive påvirket af lægemidlet injiceres idet andet øje. Hvis det bekræftes, at virkningen af ​​den kontralaterale injektion kan negligeres som lægemidlet i systemisk cirkulation, kan ikke trænge ind i andet øje, kan overvejes at anvende begge øjne til intraokulære injektioner, som det er økonomisk og minimerer antallet af dyr aflivet for de farmakokinetiske undersøgelser. For farmakokinetisk undersøgelse af systemiske koncentration efter intraokulær injektion, anvendelse af kun det ene øje er passende.
    1. For intravitreale injektioner, injicere lægemidlet intravitrealt 1 mm bag den kirurgiske limbus i superotemporal kvadrant anvendelse af en 30 G nål og enten kommercielle 1 ml sprøjter, insulininjektionssprøjter eller glassprøjter vinkelret på sclerale overflade 5.
      BEMÆRK: Mængden af ​​stof, der anvendes til intrakameral og intravitreal injektion varierer afhængigt af narkotika under efterforskning. For farmakokinetiske forsøg med anti-VEGF midler ved anvendelse kaninøjne, tidligere undersøgelser anvendt 0,025, 0,05 (mest almindelige), eller 0,1 ml af bevacizumab eller ranibizumab for intrakameral eller intravitreal injektion. I vores tidligere undersøgelser af intraokulære farmakokinetik anti-vaskulær endotelvækstfaktor, 0,05 ml bevacizumab 15, 0,025 ml ranibizumab, eller 0,03 ml VEGF-Trap 16 blev anvendt. Den største sikker volumen uden paracentese menes at være 0,1 ml, selv om der har været lidt dokumentation til støtte for denne 17. Hvis overdreven volumen injiceres enten intracameralt eller intravitrealt, er intraokulært tryk stærkt forøget. Ud over optisk nerveskader direkte forårsaget af øget intraokulært tryk (IIOP), nemlig glaukomatøs synsnerven skader, i ekstreme tilfælde IIOP fører til forringet okulær perfusion og central retinal arterie okklusion, der er analog med slagtilfælde i hjernen.
    2. For intracameral injektioner, injicere lægemidlet ind i det forreste kammer ved at indsætte en 30 G nål gennem corneoscleral limbus med facet op og fremføring af denne parallel til iris flyet for at minimere risikoen for traumer til iris eller linse.
      BEMÆRK: Afhængigt af medikamentformuleringen, nåle større end 30 G kan anvendes. De tilstande, der kræver større kanyle indbefatter lægemidler indeholdende mikrosfærer, stor-protein-lægemidler, og formuleringer med høj viskositet.
    3. Efter injektion komprimere injektionsstedet med en steril bomuld-tip applikator til at fremme sårheling.
      BEMÆRK: Normalt 30 sek er nok til sårheling, når en 30 G nål anvendes til intraokulær injektion. Men hvis der anvendes et større gauge nål til intraokulær injektion, ville længere tid være hensigtsmæssigt for sår forsegling for at minimere lækage fra sklerotomi såret. At kontrollere for sklerotomi udsivning fra såret er vigtigt at sikre, at mængden af ​​intraokulære lægemiddel umiddelbart efter intraokulær injektion er den samme som den injicerede mængde, især hvis en større gauge nål anvendes.
  5. Overhold de behandlede kaniner dagligt foren uge, og en gang om ugen bagefter, for eventuelle tegn på alvorlig intraokulær inflammation (konjunktival injektion og hypopyon), indtil aflivning.
    BEMÆRK: Analgetika efter injektion ikke er nødvendige som intraokulær injektion under anvendelse af en 30 G nål er en minimalt invasiv procedure, der ikke er ledsaget af smerter efter operation. Må ikke returnere et dyr, der har gennemgået kirurgi til selskab med de andre dyr, inden fuldt tilbagebetalt.

2. Prøvefremstilling

  1. For enukleation, aflive kaninerne på forskellige tidspunkter (f.eks., 1 time eller 1, 2, 5, 9, 14 eller 30 dage) efter den intraokulære lægemiddelinjektion.
    BEMÆRK: Disse tidspunkter afhænger af stoffet af interesse og de kendte farmakokinetiske profiler. For hvert tidspunkt, bruge mindst to øjne 13. For pålidelig datakvalitet, prøveudtagning tid skal vælges omhyggeligt, mindst fire tidspunkter med balanceret prøveudtagning i mindst et tidsrum af to halveringstider af lægemidlet 13 18, især mere end 1 gang-punkt under den første 24 hr er afgørende. Følgelig er der for makromolekyler (> 1.000 Da) 18, en prøveudtagningsperiode såsom 1 time og 1, 2, 5, 9, 14, og 30 dage 19 kan være en god mulighed. For små molekyler (≤1,000 Da), 1, 2, 4 og 8 timer og 1, 3 og 7 dage kan være en mulighed 20. Afhængigt af molekylvægten, kan prøvetagningsperioden modificeres yderligere.
    1. For eutanasi, administrere 10 ml 15% intravenøs KCI hurtigt efter bedøve kaniner med en intramuskulær injektion af en blanding af tiletamin hydrochlorid, zolazepam-hydrochlorid (15 mg / kg), og xylazin-hydrochlorid (5 mg / kg).
  2. Åbn øjenspalten med en øjenlåg retraktor. Lav en 360 ° konjunktival snit 2-3 mm posteriort for limbus og udvide det posteriort ved dissekere conjunctiva og kapslen af ​​tenon fra kloden.
  3. Skær ekstraokulære muskler tæt på deres indsættelse i verden. Spænd synsnerven med buede pincet og derefter skære nerven mellem pincet og kloden. Fjern øjeæblet selv mens de omgivende væv intakt. Efter enukleation straks fryse øjne og gemme dem ved -80 ° C.
    BEMÆRK: Der kan være to muligheder for omgående frysning. Hvis koncentrationen stof måles på et meget tidligt fase (dvs.. Mindre end 1 time), kan flydende nitrogen være mere hensigtsmæssigt at sikre en bedre rettidig frysning af øjeæblet. Men for efterfølgende perioder is kan anvendes til at afkøle øjeæblet straks, og derefter fryser kan bruges til at gemme øjet ved -80 ° C.
  4. Efter opnåelse af de øjne for alle de tidspunkter, adskille de frosne øjne i tre rum, glaslegemet, den vandige humor, og nethinden / choroid. Adskil disse rum før defrosting.
    BEMÆRK: Det vigtigste punkt for adskillelse i tre rum er hastigheden af ​​proceduren. Øjeæblet skal adskilles meget hurtigt, før optøning og proceduren kan udføres på isen at forsinke optøning.
    1. For at åbne kloden, gør et snit på hornhindelimbus (300 ° eller mere) med en skalpel. Opnå den frosne rum foran iris, kammervæsken.
    2. Fjern de frosne iris og linse ved at trække og excoriating hjælp væv pincet. Når glaslegemet bliver tilgængelig, opnå den frosne glaslegemet ved at adskille det fra de resterende væv (retina / choroidea / sclera).
    3. Ved hjælp af en No. 15 skalpelblad, adskille retina / choroid væv fra den underliggende sclera.
  5. For immunassays, afrimning kammervandet prøver, og måle mængden af ​​hver prøve. Måle vægten af ​​de frosne prøver ved fratrækning af vægten af ​​en tom røret fra den af ​​røret med than frosne prøve.
    BEMÆRK: Da massefylden af ​​de frosne prøver er ca. 1, kan vægten af ​​hver prøve anvendes til at beregne volumenet af prøven.
  6. Afveje de glasagtige prøver, afrimning prøverne, og solubilisere dem i 1,0 ml phosphatbufret saltvand indeholdende 1% bovint serumalbumin på en rotator natten over ved 4 ° C. Derefter centrifugeres prøverne ved 387 xg i 10 min 21.
  7. Afvejes de frosne nethinden / choroid prøver til homogenisering. Tilføj proteinekstraktion reagens med et forhold mellem væv til reagens 1:10 (1 g væv / 10 ml reagens). Homogenisere vævet med en forud kølet microhomogenizer. Centrifugeres den lyserede prøve i 10 minutter ved 12,000-20,000 xg og overføre supernatanten til en kølet EPP rør.

3. Immunoassay

BEMÆRK: Flere analysemetoder kan anvendes til måling af proteinkoncentration. Vælg en passende kvantitativ metode, depending på afsløring rækkevidde. Kort fortalt kan den valgte ion monitoreringstilstand af HPLC opdage picogram niveauer af molekyle, mens LC-MS / MS kan registrere nanogram og picogram niveauer af protein til profilering med MRM / PRM-tilstand hhv. Detektionsgrænsen af ​​ELISA anses for at være på picogram niveau.

  1. For de indirekte enzymkoblede immunadsorptionsteknikker (ELISA'er) til måling koncentrationer af anti-VEGF hæmmere, bruge ELISA kits i 96-brønds plader til påvisning lægemidlet af interesse, og generere en standardkurve for kendte lægemiddelkoncentrationer.
    1. Fortynd glaslegemet, den vandige humor, og nethinden / choroid prøver med 0,1% bovint serumalbumin i 1 x phosphatbufferet saltvand (PBS) for koncentrationer, der er inden for det lineære område, og anvende dem til assayet.
  2. Opdel prøverne i alikvoter på pladen på 100 pl / brønd. Inkuber natten over ved 4 ° C og derefter vaske pladen tre gange ved anvendelse af 200 pi af vaske- opløsning af 0.05% Tween20 i 1X PBS.
    BEMÆRK: anti-VEGF stede i prøven fungerer som det primære antistof til ELISA; derfor yderligere anvendelse af et primært antistof er ikke nødvendig.
  3. Fortynd det sekundære antistof til 1: 20.000 i 0,1% BSA i 1 x PBS, og der tilsættes 100 pi af den fortyndede-opløsning per brønd. Efter inkubering af pladen med en fortyndet sekundært antistof natten over ved 4 ° C, måle den optiske densitet ved 450 nm bølgelængde. Træk den gennemsnitlige nul standard optisk tæthed fra gennemsnittet af dobbelte aflæsninger for hver standard og prøve.
  4. Skabe en standardkurve baseret på den relative lyssignalet fra opløsninger af lægemidlet med kendte koncentrationer ved at reducere data med computersoftware stand til at frembringe en fire-parameters logistisk (4-PL) kurvetilpasning, såsom SoftMax Pro. Til oprettelse af en standardkurve, kan kurvetilpasning 4-PL opnås ved at klikke på [4-parameter] i [Standard Curve] - [Fit].
  5. Beregn koncentrationen stof i prøverne frabout standardkurven.
    BEMÆRK: detektionsgrænser (LOD) for anti-VEGF lægemidler blev undersøgt i vores eksperiment. LOD af bevacizumab var 0,024-3,125 ng / ml, og at af aflibercept var 0.039-10 ng / ml.

4. farmakokinetisk Metoder

BEMÆRK: PK-analyse, kan man bruge enten kompartment eller ikke-kompartment analyse. I kompartmental analyse kan disposition adfærd af molekyler forklares ved en ligning (model). Således kan compartment PK analyse forudsige koncentrationen på ethvert tidspunkt t hvorimod ikke-kompartment model ikke kan visualisere eller forudsige koncentrations-tid-profiler for andre doseringsregimer. montering af rumlige modeller, kan dog være en kompliceret og langvarig proces. I modsætning hertil antagelser er mindre restriktive i ikke-kompartment model. Den ikke-kompartment metode er enkel og anvendes almindeligvis til at beregne farmakokinetiske parametre som halveringstid, clearance og distributionsvolumen.Vi valgte rumlige modeller for farmakokinetiske undersøgelser af anti-VEGF agenter.

  1. Analyser koncentrations- narkotika data med de rumlige modeller ved hjælp modellering software såsom Phoenix WinNonlin software.
    1. Klik på [PK model] i [WNL5 klassisk modellering] og kortlægge observation tid, indgivne dosis, og koncentration lægemiddel i menuen [Setup].
    2. Vælg kompartment model (fx antallet af rum) i fanen [udvælgelse model], og klik på [Execution] for at beregne modelparametre.
  2. Efter analyserne, skal du vælge den endelige rum model, der bedst beskriver de koncentrationsgrænser narkotika data baseret på følgende kriterier: (. Fx, standard fejl) (1) Akaike Information Criterion, (2) præcision parameterestimaterne, og (3) grafisk analyse (f.eks., godhed fit plots).
  3. Beregn farmakokinetiske parametre af interesse, såsom halveringstid (T 1/2) og arealet under tid-koncenkurve ning (AUC), fra modelparametre og ligninger drevet af kompartment model.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Den fremgangsmåde, der anvendes til at udføre intravitreale injektioner af et lægemiddel af interesse i kaninøjne med sterile teknikker er vist i figur 1. De behandlede øjne er enukleeres på et fastsat tidspunkt og opbevaret ved -80 ° C. Til analysen, tre rum, den vandige humor, glaslegemet, og retina / choroidea, er adskilt fra de frosne kaninøjne, som demonstreret i figur 2. Prøver af rummene er forberedt til ELISA. Efter inkubering med et sekundært antistof, optisk densitet målt i en 96-brønds plade, der indeholder kendte koncentrationer af lægemidlet af interesse for standardkurven og prøver fra de tre kamre, der blev indsamlet ved forskellige tidspunkter efter den intravitreale injektion (figur 3). Koncentrationen data, der beregnes ud fra standardkurven (Supplerende figur 1) kan monteres på pharmacokinetic model, og de ​​farmakokinetiske parametre kan bestemmes ud fra den monterede linje (figur 4). I figur 4, farmakokinetik intravitrealt injiceret bevacizumab i vitrectomized og ikke-vitrectomized øjne blev evalueret og sammenlignet. Kompartment PK analyse blev udført, som gav følgende ligning til at forklare PK adfærd.

C (t) = C 1 exp (- k 1 t) + C »2 exp (- k 2 t)

C (ug / ml): Koncentration som helst t (time)

C1, C2: back-ekstrapoleret aflytninger af distributionen og elimination fase

k 1, k 2: hastighedskonstanter på the distribution og elimination fase

Som vist i figur 4, den estimerede koncentration ifølge den model matchede ganske godt til de faktisk målte værdier. Der var ingen signifikante forskelle i glasagtige koncentration af bevacizumab og farmakokinetiske parametre som halveringstid mellem med og uden vitrektomi. Dette eksperiment viser, at rollen som den glasagtige i distribution og clearance af bevacizumab er ubetydelig.

figur 1
Figur 1:. Procedure for Performing intravitreale injektioner af intraokulært Drugs i kaninøjet under bedøvelse Aseptiske teknikker anvendes ved anvendelse af 5% povidon-iod dråber og ved fremstilling hud, og den intravitreale injektion af lægemidlet af interesse udføres under anvendelse af en sprøjte udstyret witha 30 G nål. Klik her for at se en større version af dette tal.

Figur 2
Figur 2:. Adskillelse af den frosne kanin Eyeball i tre rum Efter sclera snit med en kirurgisk kniv og fjernelse af iris, kan den vandige humor og glasagtige adskilles. Efterfølgende kan nethinden / choroidea adskilles omhyggeligt fra sclera, som er den hvide ydre lag af øjeæblet. Klik her for at se en større version af dette tal.

Figur 3
Figur 3: Enzym-bundet Immunosorbent assay (ELISA) af det intraokulære Drug i prøver, der repræsenterer de tre kamre. Denne figur viser en plade med 96 brønde, som anvendes til immunoassay. Efter inkubering med et sekundært antistof, er en farveændring bemærket i brøndene. Den optiske tæthed af farven afhænger af koncentrationen af lægemidlet af interesse. Klik her for at se en større version af dette tal.

Figur 4
Figur 4:. Montering af observerede data til den farmakokinetiske model I dette eksperiment sammenligne farmakokinetik bevacizumab i vitrectomized og ikke-vitrectomized øjne, er den faktiske intravitreal koncentration af bevacizumab præsenteret som prikker. De indbyggede kurver for koncentrationen af ​​data, der er drevet af den farmakokinetiskemodel, der er repræsenteret ved to linjer, trækkes og anvendes til beregning af farmakokinetiske parametre, såsom halveringstiden af ​​lægemidlet. Fejl søjler indikerer 95% konfidensintervaller. Klik her for at se en større version af dette tal.

Supplerende Figur 1:. Standardkurven af ELISA anvendes til påvisning af Bevacizumab Dette opnås ved hjælp af softwaren stand til at generere en fire-parameter logistisk kurve pasform. Klik her for at downloade denne fil.

Arter glaslegeme kammervand Henvisening
Mus 5.3 pi 4.4 pi 22
Rotte 50-55 pi 13,6 pi 22, 24
Kanin 1.15-1.7 ml 350 pi 23, 27, 28
Abe 3,0-4,0 ml 102 pi 23, 26, 28
Human 3,0-5,0 ml 144 - 247 pi 23, 20, 21, 28

Tabel 1: Corpus og Vandig humor Volumen i forskellige arter 17,22-30.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Zoletil Virbac Laboratories, Carros Cedex, France
Xylazine hydrochloride  Fort Dodge Laboratories, Fort Dodge, IA
Proparacaine hydrochloride (Alcaine) Alcon laboratories, Fort Worth, TX
Phenylephrine hydrochloride and tropicamide Santen Pharmaceutical, Co., Osaka, Japan
Recombinant Human VEGF 165 R&D systems 293-VE-050
Carbobate-Bicarbonate buffer SIGMA C3041-50CAP
Nunc Microwell 96F w/lid Nunclon D Si Thermo SCIENTIFIC 167008 96 well plate
Bovine Serum Albumin (BSA) 25 g(Net) BOVOGEN BSA025
Phosphate Buffered Saline (PBS) pH 7.4 (1x), 500 ml gibco 10010-023
Sheep anti-Human IgG Secondary Antibody, HRP conjugate Thermo SCIENTIFIC PA1-28652
Goat Anti-Human IgG Fc(HRP) abcam ab97225
Goat anti-Human IgG, Fab'2 Secondary Antibody, HRP conjugate Thermo SCIENTIFIC PA1-85183
CelLytic MT  Cell Lysis Reagent SIGMA C3228-50ML lysis buffer
100 Scalpel Blades nopa instruments BLADE #15
100 Scalpel Blades nopa instruments BLADE #10
Feather surgical blade stainless steel FEATHER 11
1-StepTM TMB-Blotting substrate solution, 250 ml Thermo SCIENTIFIC 34018
Stable Peroxide Substrate Buffer (10x), 100 ml Thermo SCIENTIFIC 34062
Softmax Pro Molecular Devices v.5.4.1 software for generating standard curve
SAAM II  Saam Institute, Seattle, WA software for pharmacokinetic modeling
Phoenix WinNonlin Pharsight, Cary, NC v. 6.3 software for pharmacokinetic modeling
Avastin (bevacizumab) Genentech

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Urtti, A. Challenges and obstacles of ocular pharmacokinetics and drug delivery. Adv Drug Deliv Rev. 58, 1131-1135 (2006).
  2. Geroski, D. H., Edelhauser, H. F. Drug delivery for posterior segment eye disease. Invest Ophthalmol Vis Sci. 41, 961-964 (2000).
  3. Ghate, D., Edelhauser, H. F. Ocular drug delivery. Expert Opin Drug Deliv. 3, 275-287 (2006).
  4. Del Amo, M. E., Urtti, A. Current and future ophthalmic drug delivery systems. A shift to the posterior segment. Drug Discov Today. 13, 135-143 (2008).
  5. Avery, R. L., et al. Intravitreal injection technique and monitoring: updated guidelines of an expert panel. Retina. 34, Suppl 12. S1-S18 (2014).
  6. Kim, Y. C., Chiang, B., Wu, X., Prausnitz, M. R. Ocular delivery of macromolecules. J Control Release. 190, 172-181 (2014).
  7. Group, C. R., et al. Ranibizumab and bevacizumab for neovascular age-related macular degeneration. N Engl J Med. 364, 1897-1908 (2011).
  8. Campochiaro, P. A., et al. Sustained benefits from ranibizumab for macular edema following central retinal vein occlusion: twelve-month outcomes of a phase III study. Ophthalmology. 118, 2041-2049 (2011).
  9. Brown, D. M., et al. Ranibizumab for macular edema following central retinal vein occlusion: six-month primary end point results of a phase III study. Ophthalmology. 117, 1124-1133 (2010).
  10. Diabetic Retinopathy Clinical Research Network. Aflibercept, bevacizumab, or ranibizumab for diabetic macular edema. N Engl J Med. 372, 1193-1203 (2015).
  11. McCannel, C. A. Meta-analysis of endophthalmitis after intravitreal injection of anti-vascular endothelial growth factor agents: causative organisms and possible prevention strategies. Retina. 31, 654-661 (2011).
  12. Meyer, C. H., et al. Incidence of rhegmatogenous retinal detachments after intravitreal antivascular endothelial factor injections. Acta Ophthalmol. 89, 70-75 (2011).
  13. Del Amo, E. M., Urtti, A. Rabbit as an animal model for intravitreal pharmacokinetics: Clinical predictability and quality of the published data. Exp Eye Res. 137, 111-124 (2015).
  14. Hughes, P. M., Krishnamoorthy, R., Mitra, A. K. Vitreous disposition of two acycloguanosine antivirals in the albino and pigmented rabbit models: a novel ocular microdialysis technique. J Ocul Pharmacol Ther. 12, 209-224 (1996).
  15. Ahn, J., et al. Pharmacokinetics of Intravitreally Injected Bevacizumab in Vitrectomized Eyes. J Ocul Pharmacol Ther. , (2013).
  16. Park, S. J., et al. Intraocular pharmacokinetics of intravitreal vascular endothelial growth factor-Trap in a rabbit model. Eye (Lond). 29, 561-568 (2015).
  17. Jager, R. D., Aiello, L. P., Patel, S. C., Cunningham, E. T. Risks of intravitreous injection: a comprehensive review. Retina. 24, 676-698 (2004).
  18. Durairaj, C., Shah, J. C., Senapati, S., Kompella, U. B. Prediction of vitreal half-life based on drug physicochemical properties: quantitative structure-pharmacokinetic relationships (QSPKR). Pharm Res. 26, 1236-1260 (2009).
  19. Ahn, S. J., et al. Intraocular pharmacokinetics of ranibizumab in vitrectomized versus nonvitrectomized eyes. Invest Ophthalmol Vis Sci. 55, 567-573 (2014).
  20. Mochizuki, K., et al. Intraocular kinetics of ceftazidime (Modacin). Ophthalmic Res. 24, 150-154 (1992).
  21. Bakri, S. J., et al. Pharmacokinetics of intravitreal ranibizumab (Lucentis). Ophthalmology. 114, 2179-2182 (2007).
  22. Kondo, T., Miura, M., Imamichi, M. Measurement method of the anterior chamber volume by image analysis. Br J Ophthalmol. 70, 668-672 (1986).
  23. Toris, C. B., Yablonski, M. E., Wang, Y. L., Camras, C. B. Aqueous humor dynamics in the aging human eye. Am J Ophthalmol. 127, 407-412 (1999).
  24. Remtulla, S., Hallett, P. E. A schematic eye for the mouse, and comparisons with the rat. Vision Res. 25, 21-31 (1985).
  25. Barza, M. Animal models in evaluation of chemotherapy of ocular infections. Experimental Models in Antimicrobial Chemotherapy. Zak, O., Sande, M. A. , Harcourt Brace Jovanovich. 187-211 (1986).
  26. Hughes, A. A schematic eye for the rat. Vision Res. 19, 569-588 (1979).
  27. Maurice, D. M., Mishima, S. Ocular pharmacokinetics. 69, Springer Verlag. (1984).
  28. Greenbaum, S., Lee, P. Y., Howard-Williams, J., Podos, S. M. The optically determined corneal and anterior chamber volumes of the cynomolgus monkey. Curr Eye Res. 4, 187-190 (1985).
  29. Ruby, A. J., Williams, G. A., Blumenkranz, M. S. Vitreous humor. Foundations of Clinical Ophthalmology. , Lippincott Williams & Wilkins. (2006).
  30. Jaffe, G. J., Ashton, P., Andrew, P. Intraocular Drug Delivery. , Taylor & Francis. (2006).
  31. Iyer, M. N., et al. Clearance of intravitreal moxifloxacin. Invest Ophthalmol Vis Sci. 47, 317-319 (2006).
  32. Fauser, S., et al. Pharmacokinetics and safety of intravitreally delivered etanercept. Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol. 242, 582-586 (2004).
  33. Scholes, G. N., O'Brien, W. J., Abrams, G. W., Kubicek, M. F. Clearance of triamcinolone from vitreous. Arch Ophthalmol. 103, 1567-1569 (1985).
  34. Stastna, M., Behrens, A., McDonnell, P. J., Van Eyk, J. E. Analysis of protein composition of rabbit aqueous humor following two different cataract surgery incision procedures using 2-DE and LC-MS/MS. Proteome Sci. 9, 8 (2011).
  35. Sinapis, C. I., et al. Pharmacokinetics of intravitreal bevacizumab (Avastin(R)) in rabbits. Clin Ophthalmol. 5, 697-704 (2011).
  36. Gaudreault, J., Fei, D., Rusit, J., Suboc, P., Shiu, V. Preclinical pharmacokinetics of Ranibizumab (rhuFabV2) after a single intravitreal administration. Invest Ophthalmol Vis Sci. 46, 726-733 (2005).
  37. Maurice, D. Review: practical issues in intravitreal drug delivery. J Ocul Pharmacol Ther. 17, 393-401 (2001).
  38. Laude, A., et al. Intravitreal therapy for neovascular age-related macular degeneration and inter-individual variations in vitreous pharmacokinetics. Prog Retin Eye Res. 29, 466-475 (2010).
  39. Christoforidis, J. B., Carlton, M. M., Knopp, M. V., Hinkle, G. H. PET/CT imaging of I-124-radiolabeled bevacizumab and ranibizumab after intravitreal injection in a rabbit model. Invest Ophthalmol Vis Sci. 52, 5899-5903 (2011).
  40. Sangwan, V. S., Pearson, P. A., Paul, H., Comstock, T. L. Use of the Fluocinolone Acetonide Intravitreal Implant for the Treatment of Noninfectious Posterior Uveitis: 3-Year Results of a Randomized Clinical Trial in a Predominantly Asian Population. Ophthalmol Ther. 4, 1-19 (2015).
  41. Bajwa, A., Aziz, K., Foster, C. S. Safety and efficacy of fluocinolone acetonide intravitreal implant (0.59 mg) in birdshot retinochoroidopathy. Retina. 34, 2259-2268 (2014).
  42. Sanford, M. Fluocinolone acetonide intravitreal implant (Iluvien(R)): in diabetic macular oedema. Drugs. 73, 187-193 (2013).
  43. Haller, J. A., et al. Dexamethasone intravitreal implant in patients with macular edema related to branch or central retinal vein occlusion twelve-month study results. Ophthalmology. 118, 2453-2460 (2011).
  44. Boyer, D. S., et al. Three-year, randomized, sham-controlled trial of dexamethasone intravitreal implant in patients with diabetic macular edema. Ophthalmology. 121, 1904-1914 (2014).
  45. Patel, S. R., et al. Targeted administration into the suprachoroidal space using a microneedle for drug delivery to the posterior segment of the eye. Invest Ophthalmol Vis Sci. 53, 4433-4441 (2012).
  46. Makadia, H. K., Siegel, S. J. Poly Lactic-co-Glycolic Acid (PLGA) as Biodegradable Controlled Drug Delivery Carrier. Polymers (Basel). 3, 1377-1397 (2011).

Tags

Medicin narkotika øjet intraokulær intravitreale farmakokinetik kanin
Anvendelse af kanin Eyes i farmakokinetiske studier af intraokulært Drugs
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Ahn, S. J., Hong, H. K., Na, Y. M.,More

Ahn, S. J., Hong, H. K., Na, Y. M., Park, S. J., Ahn, J., Oh, J., Chung, J. Y., Park, K. H., Woo, S. J. Use of Rabbit Eyes in Pharmacokinetic Studies of Intraocular Drugs. J. Vis. Exp. (113), e53878, doi:10.3791/53878 (2016).

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