Intraluminale Drug Delivery aan de Mouse fistel endotheel
Summary
After puncturing the aorta through the inferior vena cava (IVC) to create an aorto-caval fistula in the mouse, solution containing a drug is infused into the IVC via the same needle, followed by incubation. This method enables more robust drug delivery to the venous endothelium compared to the external route.
Abstract
Afgifte van therapeutische middelen te verbeteren arterioveneuze fistel (AVF) rijping kan worden toegediend via intraluminale of externe routes. De eenvoudige murine AVF model werd met intraluminale toediening geneesmiddeloplossing naar de veneuze endotheel tegelijk als fistels creëren. Technische aspecten van dit model worden besproken. Onder algehele narcose wordt een abdominale incisie gemaakt en de aorta en inferior vena cava (IVC) worden blootgesteld. De infra-renale aorta en IVC ontleed te klemmen. Na proximale en distale klemming wordt de prikplaats blootgelegd en een 25 G naald wordt gebruikt om beide wanden van de aorta en in de IVC doorboren. Onmiddellijk na de punctie, een reporter-gen expressie virale vector werd toegediend in de IVC via dezelfde naald, gevolgd door 15 min incubatie. De intraluminale toedieningsmethode ingeschakeld robuuster virale genafgifte aan de veneuze endotheel in vergelijking met toediening van de externe route. dit novel Werkwijze levering studies die de rol van het endotheel in AVF rijping staand en maken intraluminale geneesmiddelafgifte bij de chirurgische operatie te vergemakkelijken.
Introduction
De muizen aortovenous fistel (AVF) punctie model tussen de aorta en inferior vena cava (IVC) is nu een gevestigde techniek. 1 In dit model, beide wanden van de infra-renale aorta doorboord met een 25 G naald, verlaten in de aangrenzende infra-renale vena cava; de voorste aorta ingang gat wordt gerepareerd met eenvoudige compressie, en vereist geen hechtingen reparatie. Seriële follow-up onderzoek door een hoge resolutie Doppler-echografie en histologische analyse toont de AVF een rijping fase en vervolgens een falende fase recapituleren de bekende pathofysiologie van menselijke AVF hebben. 2
Mechanismen die AVF rijping moduleren staand, zijn verbeterde werkwijzen voor afgifte van therapeutische middelen op rijpende AVF endotheel nodig. Afgifte van therapeutische middelen aan vaartuigen kan zowel via endovasculaire aflevering aan het lumen of via externe levering aan de adventitia. Een voorbeeld van externe levering geldt het comalgemeen gebruikte adventitia toepassing van Pluronic gel. Dit copolymeer thermisch omkeerbare en getransformeerd van vloeibaar naar vast gel wanneer verwarmd tot lichaamstemperatuur. Voorafgaande studies hebben aangetoond aanhoudende geneesmiddelafgifte wordt bereikt als geneesmiddel gemengd pluronic gel topisch in vivo wordt toegepast. 3,4 adventitia toepassing van virale vectoren of siRNA met Pluronic gel verluidt is als perivasculaire afgifte systeem. 5,6 Wij hebben ook gerapporteerd dat behandeling van geëxplanteerde humane aderen met adventitiaal stimulering door peptiden resulteerde in fosforylering van endotheliale receptoreiwitten. 7
Anderzijds hebben onderzoekers ook intraluminale afgifte van zowel virale als niet-virale vectoren in canine 8-10 en konijn 11,12 modellen van veneuze transplantaten. In deze verslagen werd genoverdracht uitgevoerd ex vivo na ader oogst. Eslami et al. Beschreven endovasculaire viraal gen levereny aderen in situ carotis zonder een bypass. 13 Gloverman et al. gerapporteerd intraluminale en adventitia aflevering van naakt DNA in rat liesslagader-oppervlakkige epigastrische veneuze fistels. 14 de Mayo groep rapporteerde adventitia drug delivery in ader slagader-halsader muis halsslagader fistels. 15,16 Echter, deze eerder gemeld modellen vereist een gehecht anastomose te creëren de AVF. In dit rapport wordt intraluminale drug delivery met gelijktijdige AVF creatie in muizen beschreven, met behulp van een hechting-less model van AVF schepping. Door deze gemodificeerde muizen AVF model een eenvoudige werkwijze voor intraluminale afgifte van geneesmiddelen aan de veneuze tak van de fistel kan worden uitgevoerd.
Protocol
Representative Results
Discussion
Deze modificatie van het muizen AVF model omvat intraluminaal levering aan de veneuze endotheel bij de AVF creëren. Een AVF werd gemaakt door het doorprikken van de infra-renale aorta met een 25 G naald en de uitbreiding van de punctie door de tegenoverliggende wand van de aorta in de IVC, gevolgd door injectie van het geneesmiddel oplossing door dezelfde naald. De oplossing wordt gehandhaafd intra-caval, dwz., In de veneuze tak van AVF, totdat de-klemmen. Wat onderscheidt dit model van andere murine modellen …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This work was supported in part by the United States Department of Veterans Affairs Biomedical Laboratory Research and Development Program Merit Review Award I01-BX002336, the National Institute of Health grant R56-HL095498, as well as with the resources and the use of facilities at the VA Connecticut Healthcare System, West Haven, CT.
Materials
| Pluronic F-127 | Sigma-Aldrich | P2443-250G | Used as 30% solution in d-water |
| GFP antibody | NOVUS BIOLOGICALS INC | NB100-1770 | |
| Ad-CMV-GFP | VECTOR BIOLABS | 1060 | |
| 0.9% Sodium Chloride Irrigation, USP | Baxter | 2F7122 | |
| BD PrecisionGlide Needle 25G x 5/8 | BD | 305122 | |
| BD 1ml Syringe Tuberculin Slip Tip | BD | 309659 | |
| Scarpel | Surgical Design Inc | 22079707 | |
| 6-0 ETHILON P-1 11mm 3/8c Reverse Cutting | ETHICON INC | 697G | |
| Vevo 770 ultrasound machine | Visualsonics | 20-60 Mhz scan head; RMV-704 | |
| Vascular clamp | Roboz Surgical Instrument Co. | RS-5424 | |
| Clamp applying forceps | Roboz Surgical Instrument Co. | RS-5410 |
References
- Yamamoto, K., Li, X., Shu, C., Miyata, T., Dardik, A. Technical Aspects of the Mouse Aortocaval Fistula. J. Vis. Exp. (77), e50449 (2013).
- Yamamoto, K., et al. The mouse aortocaval fistula recapitulates human arteriovenous fistula maturation. Am. J. Physiol.: Heart Circ. Physiol. 305 (12), H1718-H1725 (2013).
- Escobar-Chávez, J. J., Lòpez-Cervantes, M., Naïk, A., Kalia, Y. N., Quintanar-Guerrero, D., Ganem-Quintanar, A. Applications of thermo-reversible pluronic F-127 gels in pharmaceutical formulations. J. Pharm. Pharm. Sci. 9 (3), 339-358 (2006).
- Almeida, H., Amaral, M. H., Lobão, P., Lobo, J. M. S. Pluronic® F-127 and Pluronic Lecithin Organogel (PLO): main features and their applications in topical and transdermal administration of drugs. J. Pharm. Pharm. Sci. 15 (4), 592-605 (2012).
- Karper, J. C., et al. Toll-like receptor 4 is involved in human and mouse vein graft remodeling, and local gene silencing reduces vein graft disease in hypercholesterolemic APOE*3Leiden mice. Arterioscler., Thromb., Vasc. Biol. 31 (5), 1033-1040 (2011).
- Redmond, E. M., Hamm, K., Cullen, J. P., Hatch, E., Cahill, P. A., Morrow, D. Inhibition of patched-1 prevents injury-induced neointimal hyperplasia. Arterioscler., Thromb., Vasc. Biol. 33 (8), 1960-1964 (2013).
- Wong, D. J., et al. Ephrin type-B receptor 4 activation reduces neointimal hyperplasia in human saphenous vein in vitro. J. Vasc. Surg. , (2014).
- Matsumoto, T., et al. Hemagglutinating virus of Japan-liposome-mediated gene transfer of endothelial cell nitric oxide synthase inhibits intimal hyperplasia of canine vein grafts under conditions of poor runoff. J. Vasc. Surg. 27 (1), 135-144 (1998).
- Petrofski, J. A., et al. Gene delivery to aortocoronary saphenous vein grafts in a large animal model of intimal hyperplasia. J. Thorac. Cardiovasc. Surg. 127 (1), 27-33 (2004).
- Hata, J. A., et al. Modulation of phosphatidylinositol 3-kinase signaling reduces intimal hyperplasia in aortocoronary saphenous vein grafts. J. Thorac. Cardiovasc. Surg. 129 (6), 1405-1413 (2005).
- Ohta, S., et al. Intraluminal gene transfer of endothelial cell-nitric oxide synthase suppresses intimal hyperplasia of vein grafts in cholesterol-fed rabbit: a limited biological effect as a result of the loss of medial smooth muscle cells. Surg. 131 (6), 644-653 (2002).
- Baldwin, Z. K., et al. Modulation of vascular remodeling induced by a brief intraluminal exposure to the recombinant R7020 strain of Herpes simplex-1. J. Vasc. Surg. 41 (1), 115-121 (2005).
- Eslami, M. H., et al. Gene delivery to in situ veins: differential effects of adenovirus and adeno-associated viral vectors. J. Vasc. Surg. 31 (6), 1149-1159 (2000).
- Globerman, A. S., et al. Efficient transgene expression from naked DNA delivered into an arterio-venous fistula model for kidney dialysis. J. Gene Med. 13 (11), 611-621 (2011).
- Yang, B., et al. Adventitial transduction of lentivirus-shRNA-VEGF-A in arteriovenous fistula reduces venous stenosis formation. Kidney Int. 85 (2), 289-306 (2014).
- Brahmbhatt, A., et al. The role of Iex-1 in the pathogenesis of venous neointimal hyperplasia associated with hemodialysis arteriovenous fistula. PLoS ONE. 9 (7), e102542 (2014).
- Karram, T., et al. Induction of cardiac hypertrophy by a controlled reproducible sutureless aortocaval shunt in the mouse. J. Investig. Surg. 18 (6), 325-334 (2005).
- Perry, G. J., et al. Genetic variation in angiotensin-converting enzyme does not prevent development of cardiac hypertrophy or upregulation of angiotensin II in response to aortocaval fistula. Circ. 103 (7), 1012-1016 (2001).
- Guzman, R. J., Krystkowiak, A., Zarins, C. K. Early and sustained medial cell activation after aortocaval fistula creation in mice. J. Surg. Res. 108 (1), 112-121 (2002).
- Alexander, J. H., et al. Efficacy and safety of edifoligide, an E2F transcription factor decoy, for prevention of vein graft failure following coronary artery bypass graft surgery: PREVENT IV: a randomized controlled trial. JAMA. 294 (19), 2446-2454 (2005).
- Khaleel, M. S., et al. High-pressure distention of the saphenous vein during preparation results in increased markers of inflammation: a potential mechanism for graft failure. Ann. thorac. surg. 93 (2), 552-558 (2012).
