This research was supported by the Australian Research Council through the ARC Centre of Excellence in Vision Science (CE0561903), the National Health and Medical Research Council (1049990), and Progetto regionale speciale multiasse 'Reti per l'Alta Formazione' - PO FSE Abruzzo 2007-2013 - Azione 4.II.iii.

Toutes les expériences menées sont en conformité avec la Déclaration ARVO pour l&#39;utilisation d&#39;animaux dans ophtalmique et Vision Research, et avec l&#39;approbation de l&#39;Université du comité d&#39;éthique animale de l&#39;Aquila et le Comité d&#39;éthique de l&#39;expérimentation animale de l&#39;Université nationale australienne. Des rats adultes (P100-200) ont été utilisés tout au long de cette étude. 1 Préparez les boulettes de résine de copolymère <ol><li> Placer 20 boulettes Elvax 40W dans un petit récipient en verre dans la sorbonne. </li><li> Remplir le bécher avec 100% d&#39;éthanol assurer de couvrir tous les granulés. </li><li> Couvrir le bécher avec du parafilm, et tremper les pastilles dans 100% d&#39;éthanol à la température ambiante pendant 7-10 jours. NOTE: A partir de cette étape en avant, ne pas utiliser le métal ou plastique pour traiter ou stocker la résine. </li></ol> 2 Préparer la solution de médicaments pour le chargement <ol><li> Dissoudre le médicament de choix dans 0,1% de diméthylsulfoxyde (DMSO). Ajouter la solution de médicament à 40 pi de volume.Charger la résine avec trois fois la concentration du médicament qui serait donnée en une seule dose. </li></ol> 3 Préparer et charger le complexe médicament-résine <ol><li> Transférez les 20 culots lavés à un autre petit récipient en verre. Dissoudre les pastilles dans 4 ml de dichlorométhane pendant environ 45 min. Couvrir le bécher avec Parafilm tandis que les pastilles se dissolvent. </li><li> Préparer une solution de Fast Green FCF par dissolution dans 0,1% de DMSO à une concentration de 0,001 mg / ml. </li><li> Prenez une pipette, et établit 40 pl de la solution de médicament préparé plus tôt. Charger une autre pipette avec 40 pi de solution vert rapide. </li><li> Ajouter les deux solutions simultanément dans le bécher. Mélanger à l&#39;aide rapidement un agitateur en verre jusqu&#39;à ce que le colorant vert est réparti uniformément dans le mélange. </li><li> Transférer rapidement le bécher sur la glace sèche pendant 10 min à jeûner geler la résine. </li><li> Mettre en place une &quot;chambre d&#39;évaporation&quot; pour évaporer le solvant. Remplissez ungrand récipient, jusqu&#39;à un tiers de galets de sulfate de calcium. Créez un puits dans les cailloux, et placer soigneusement le bécher dans le puits afin que les cailloux atteindre jusqu&#39;à la moitié du gobelet, pour stabiliser le bécher dans la chambre. </li><li> Couvrez le récipient extérieur plus grand avec du parafilm. </li><li> Transférer la chambre d&#39;évaporation dans le congélateur. Conserver à -20 ° C pendant 2-3 semaines. </li></ol> 4 Préparez le complexe médicament-résine pour l&#39;implantation chirurgicale <ol><li> Retirer la chambre d&#39;évaporation du congélateur. Transférer le solide bloc drogue résine dans un plat de verre conservées sur de la glace. </li><li> Avec l&#39;aide d&#39;un microscope ou loupe, couper un morceau d&#39;environ 0,05 mm de diamètre et de 0,1 mm de longueur du bloc à l&#39;aide d&#39;un outil de trépan ou d&#39;un poinçon. </li><li> Envelopper le reste du bloc en matériau anti-gel (par exemple, une feuille d&#39;aluminium) et conserver à -20 ° C jusqu&#39;à utilisation. </li></ol> 5. chirurgicale Implant le complexe médicament-résine dans l&#39;œil Rat </p&gt; <ol><li> Préparer l&#39;animal pour la chirurgie. Anesthésier à l&#39;aide d&#39;une injection intra-péritonéale d&#39;un mélange de kétamine (100 mg / kg de poids corporel) et de xylazine (12 mg / kg de poids corporel). Observez l&#39;animal jusqu&#39;à l&#39;anesthésie générale est réalisée. NOTE: L&#39;animal doit avoir une perte de mouvements (à l&#39;exception de la respiration), et une perte des réflexes de pincement de la cornée et des orteils. </li><li> Transférer l&#39;animal anesthésié entièrement à la table d&#39;opération. Utilisez Mydriaticum (par exemple, de sulfate d&#39;atropine), et un anesthésique local (par exemple, le chlorhydrate de tétracaïne) gouttes sur l&#39;oeil (s) subir une intervention chirurgicale. Appliquer des larmes artificielles pour garder la cornée humide pendant la chirurgie. Utiliser des aiguilles jetables et des instruments stériles tout au long de l&#39;opération. </li><li> Stabiliser l&#39;œil en utilisant une paire de pinces courbes émoussées après la pupille est complètement dilaté. Utilisation d&#39;un microscope chirurgical à faire une plaie sur toute la profondeur de ponction d&#39;atteindre le corps vitré, d&#39;environ 2 mm du limbe à l&#39;aide d&#39;une aiguille G 25. </li><li> Insérez la pièce préparée de til complexe médicament-résine dans la plaie de ponction à l&#39;aide d&#39;une paire de fines pinces pointues (par exemple, pinces à épiler) qui sont capables de pénétrer dans le site de ponction. </li><li> Comme la prophylaxie de l&#39;infection bactérienne, appliquer une pommade antibiotique pour les yeux, pour prévenir l&#39;inflammation ainsi que la prévention de la sécheresse de la cornée tandis que l&#39;animal se redresse. </li><li> Observez l&#39;animal jusqu&#39;à guérison complète. Ne pas laisser l&#39;animal sans surveillance tant qu&#39;il a repris conscience. Ne retournez pas à l&#39;animal de compagnie d&#39;autres animaux jusqu&#39;à guérison complète. Si l&#39;animal montre des signes de stress ou d&#39;inconfort, analgésiques devraient être utilisés selon le protocole de déontologie reconnue. </li><li> Suivez les procédures expérimentales habituelles pour la collecte et l&#39;analyse des tissus. </li><li> A l&#39;issue d&#39;expériences, l&#39;euthanasie les animaux par une injection intra-péritonéale de pentobarbital un (60 mg / kg de poids corporel) une solution de chlorhydrate de lidocaïne à 2%. </li></ol> NOTE: La lidocaïne chlorhydrate minimizes inconfort local.

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Les auteurs n&#39;ont rien à divulgation.

Cette étude a démontré l&#39;utilisation d&#39;un complexe médicament-résine pour la distribution à libération lente de médicaments de la rétine. Nous nous sommes efforcés de présenter une méthode qui est relativement peu coûteux et facile à appliquer dans un petit modèle animal. Etant donné que la fonction de APB est d&#39;agir comme un analogue du glutamate, il bloquera la réponse rétinienne dans l&#39;oeil. Les résultats montrent que APB provoqué le blocage de la répo...

Le traitement des maladies chroniques comme le diabète et l&#39;hypertension artérielle présente de nombreux défis, comme ces maladies nécessitent des traitements pour des périodes de temps prolongées, souvent pour la vie. Cela a appelé à l&#39;élaboration de systèmes de délivrance de médicaments à libération lente, ce qui réduit la nécessité de la fréquence des prises. L&#39;efficacité de ces méthodes à libération lente a été démontré par le développement des pompes à insuline, afin de réduire le nombre d&#39;injections d&#39;insuline nécessaires pour traiter le diabète. Les maladies chroniques de l&#39;œil, en particulier celles qui affectent ses couches internes, nécessitent l&#39;administration fréquente de médicaments grâce à des procédures invasives. L&#39;une de ces maladies chroniques affectant l&#39;œil humain est liée à l&#39;âge de dégénérescence maculaire (DMLA). Elle affecte la rétine centrale, qui est une couche de tissu nerveux situé à l&#39;arrière de l&#39;œil responsable de l&#39;initiation vision. La DMLA est la principale cause de cécité dans le monde occidental 1. Un défi particulier au traitement de remaladies-intestinaux est que le médicament est nécessaire pour atteindre cette couche profonde dans les yeux, ce qui nécessite souvent des méthodes invasives de livraison. Les médicaments sont habituellement administrés à la chambre vitrée et la rétine en utilisant des injections intravitréennes. Cependant, à chaque injection il existe un risque de complications post-injection, y compris l&#39;endophtalmie, décollement de la rétine, hémorragie vitréenne cataracte et 2. Ce risque est multiplié par chaque réinjection du médicament. Réduction du besoin de plusieurs injections serait un avantage majeur dans le traitement de la DMLA. Pour traiter la forme humide de la DMLA, où croissance de nouveaux vaisseaux est une caractéristique, la stratégie thérapeutique établie est de cibler les facteurs de croissance endothéliaux (VEGF) utilisant des inhibiteurs du VEGF 3. À l&#39;heure actuelle, ceux-ci sont offerts par des injections répétées intravitréennes. De même, dans le traitement de l&#39;oedème maculaire, une complication fréquente de la rétinopathie diabétique, les corticostéroïdes sont fournis par des injections répétées <sjusqu&#39;à&gt; 4. La livraison de ces médicaments grâce à des méthodes de libération lente pourrait en effet réduire le risque de complications post-injection. La notion d&#39;un système de livraison de médicament à libération lente a été décrite pour la première utilisation d&#39;un véhicule de caoutchouc de silicone à livrer de petites molécules dans les tissus animaux 5. Depuis, d&#39;autres méthodes de libération lente ont été développés pour délivrer des molécules plus grandes, dont plusieurs ont été testés dans les yeux. des supports de particules, telles que les microsphères biodégradables, le poly-lactide-co-glycolide (PLGA), des nanoparticules et des vésicules phospholipidiques (liposomes) peuvent être utiles en tant que véhicules de délivrance à 6,7. Des liposomes et des nanoparticules de PLGA ont été comparés dans un milieu in vitro pour leur aptitude à délivrer des agents anti-cancer à travers la sclérotique dans le temps 7. Les deux véhicules ont été efficaces en libérant lentement les médicaments. Cependant, l&#39;étude a été effectuée seulement dans un environnement in vitro. Bochot et al. (2002) 8 testésl&#39;efficacité des liposomes pour délivrer des molécules à la rétine in vivo. Ils ont démontré que les liposomes livrer avec succès des petits oligonucléotides à la rétine de lapin. Les auteurs ont suggéré que les liposomes peuvent être bénéfiques dans le traitement de maladies de la rétine 8. Cependant, la nature de ces vésicules à flotter dans le corps vitré signifie qu&#39;ils vont probablement brouiller ou altérer la vision 9. Okabe et al. (2003) 10 utilisé des disques de polymère non biodégradable composée de 33% d&#39;acétate de vinyle-éthylène à appliquer bêta-méthasone chez le lapin. Ils ont implanté des disques dans une poche sclérale et démontré la libération efficace du médicament dans le corps vitré et la rétine pendant un mois 10. Toutefois, dans ce protocole particulier, l&#39;implant est relativement large et rigide, et a nécessité une intervention chirurgicale plus complexe comprenant une grande incision sclérale et la suture. Une étude antérieure a enquêté sur le tissue réponse à divers véhicules polymères par leur implantation dans la cornée de l&#39;œil du lapin, et ont trouvé que les copolymères éthylène-acétate de vinyle lavées dans de l&#39;alcool n&#39;ont pas provoqué une inflammation ou une irritation. Ces complexes ont été montrés pour soutenir la prestation de composés plus grands dans les tissus animaux pendant des périodes de temps prolongées, certains dépassant jusqu&#39;à 100 jours dépendant de la drogue 11. Un tel type de résine de copolymère a été développé industriellement sous la forme d&#39;Elvax 40W (40% en poids d&#39;éthylène-acétate de vinyle teneur en comonomère avec un additif d&#39;amide &quot;W&quot; pour améliorer le traitement des pastilles). Cette résine de copolymère est une substance inerte qui est stable à la température ambiante et corporelle. Il n&#39;a pas été démontré de causer des allergies ou de la toxicité dans les tissus biologiques. Cette résine a effectivement livré une grande variété de médicaments dans différents modèles expérimentaux qui étudient les fonctions des divers systèmes, comme le système canalaire mammaire 12, le cortex auditif primaire 13,14 &lt;/ Sup&gt;, et la grenouille du système visuel 15. Cette résine a également été utilisé dans les yeux pour délivrer des médicaments au développement de tortue 16,17, 18,19 embryon de poulet, et furet adulte rétines 20. Dans le système nerveux central de rat, la résine n&#39;a été utilisé que dans le cerveau de 21 à 23, mais son utilisation dans l&#39;oeil de rat n&#39;a pas été documentée. Les avantages de l&#39;utilisation de cette résine de copolymère à délivrer des médicaments à la rétine lentement par rapport aux autres procédés, est qu&#39;il est un composé stable qui ne provoque pas l&#39;inflammation ou l&#39;irritation de l&#39;oeil. A la différence des supports de particules, le complexe médicament-résine ne serait pas gêner la vision après l&#39;implantation, comme il reste généralement au niveau du site de livraison au lieu de flotter dans l&#39;humeur vitrée. Il ne nécessite qu&#39;un procédé d&#39;implantation facile dans la cavité vitréenne à proximité du limbe de l&#39;oeil, et ne nécessiterait pas de suture après l&#39;implantation. Récemment, il ya eu une émergence dans plusieurs systèmes de distribution de nouvelles, commetechnologie des cellules encapsulées (ECT) 24,25, 26 hydrogels, et microfilms 27. Toutefois, le procédé utilisé dans la présente étude pour préparer et délivrer le complexe médicament-résine est à la fois facile à suivre et peu coûteux, étant de ce fait plus avantageuse pour une utilisation dans un environnement de recherche de base. Le défi de l&#39;utilisation de ce complexe pour fournir des traitements médicamenteux à long terme est de déterminer la concentration optimale du médicament qui permettra de maximiser les bénéfices thérapeutiques d&#39;avoir moins d&#39;injections intravitréennes. Cet article vise à démontrer l&#39;utilisation du complexe médicament-résine pour le traitement à long terme de la rétine de rat adulte. L&#39;efficacité de ce mode de distribution est testée en utilisant l&#39;analogue du glutamate 2-amino-4-phosphonobutyrate (APB) en tant que médicament. Blocs APB la lumière de réponse des cellules bipolaires ON en imitant le glutamate, un neurotransmetteur endogène dans la rétine 28. Lorsque APB est en concurrence avec le glutamate pour son récepteur, il bloque le light réponse. APB a été utilisé dans des études physiologiques pour contrôler la fonction rétinienne et de mesurer son effet en utilisant des méthodes électrophysiologiques tels que électrorétinogramme (ERG). Dans des études antérieures, l&#39;APB a été utilisé à la fois à court terme 29 et le traitement à long terme de la rétine en développement; celle-ci consistait à donner une seule dose par injection intra-oculaire par jour pendant 30 jours 30. La même quantité d&#39;APB (0,092 mg dans une solution saline stérile, à une concentration de 50 uM) a été utilisée pour toutes les préparations injectables, comme le suggère précédente 28,29,31 de travail. Nous avons choisi APB pour tester le complexe médicament-résine comme un véhicule à libération lente pour délivrer des médicaments dans l&#39;œil. Les méthodes décrites dans cette étude sont similaires aux méthodes décrites précédemment concernant la préparation de la drogue résine complexe 16,32; Cependant, nous avons également en détail l&#39;utilisation en particulier dans l&#39;oeil de rat adulte. Après l&#39;implantation chirurgicale de la résine APB-chargé dans l&#39;oeil, ERG a été effectuée pour déterminer si APB abolit la rréponse à la lumière etinal, et donc de savoir si l&#39;APB a été lancé avec succès dans le vitré et la rétine.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Elvax 40W Pellets</td>
			<td>Du Pont, DE, USA</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dimethyl sulfoxide (DMSO)</td>
			<td>Sigma-Aldrich Co. LLC., MO, USA</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2-amino-4-phosphonobutyric acid (APB)</td>
			<td>Sigma-Aldrich Co. LLC., MO, USA</td>
			<td>A1910</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dichloromethane</td>
			<td>Sigma-Aldrich Co. LLC., MO, USA</td>
			<td>34856</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fast Green FCF</td>
			<td>Sigma-Aldrich Co. LLC., MO, USA</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Drierite, calcium sulfate</td>
			<td>Sigma-Aldrich Co. LLC., MO, USA</td>
			<td>238910</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ketamine, Ilium Ketamil</td>
			<td>Troy Laboratories Pty. Ltd., NSW, Australia</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Xylazine, Ilium Xylazil-20</td>
			<td>Troy Laboratories Pty. Ltd., NSW, Australia</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Atropine Sulphate, Minims eye drops</td>
			<td>Bausch &#38; Lomb Pty. Ltd., NSW, Australia</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tetracaine Hydrochloride, Minims eye drops</td>
			<td>Bausch &#38; Lomb Pty. Ltd., NSW, Australia</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chloramphenicol, Chlorsig ointment</td>
			<td>Aspen Pharma Pty. Ltd., NSW, Australia</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pentobarbital, Lethabarb</td>
			<td>Virbac Australia Pty. Ltd., NSW, Australia</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lignocaine Hydrochloride, Ilium Lignocaine-20</td>
			<td>Troy Laboratories Pty. Ltd., NSW, Australia</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Uni-Core Punch Tool</td>
			<td>World Precision Instruments Inc., FL, USA</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Curved Forceps</td>
			<td>World Precision Instruments Inc., FL, USA</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Operating Microscope, Zeiss OPMI 99</td>
			<td>Zeiss, West Germany</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>25G Insulin Needle</td>
			<td>Terumo Corp., Tokyo, Japan</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dumont Tweezers</td>
			<td>World Precision Instruments Inc., FL, USA</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

slow-release drug delivery through elvax 40w to the rat retina: implications for the treatment of chronic conditions

Maladies de la rétine sont difficiles à traiter que la rétine se trouve au fond de l&#39;œil. Les méthodes invasives de délivrance de médicaments sont souvent nécessaires pour traiter ces maladies. Maladies rétiniennes chroniques telles que l&#39;oedème de la rétine ou de la néovascularisation nécessite généralement plusieurs injections intra-oculaires pour traiter efficacement la maladie. Cependant, les risques associés à ces injections augmentent avec la livraison répétée de la drogue. Par conséquent, les méthodes de prestation des services doivent être mis en place afin de minimiser les risques de réinjection. Plusieurs autres études ont développé des méthodes pour délivrer des médicaments au fil du temps étendue, à travers des matériaux capables de libérer des substances chimiques lentement dans l&#39;oeil. Dans cette enquête, nous décrivons l&#39;utilisation de Elvax 40W, une résine de copolymère, d&#39;agir comme un véhicule pour la livraison de médicaments à la rétine de rat adulte. La résine est faite et chargé avec le médicament. Le complexe médicament-résine est ensuite implanté dans la cavité vitréenne, où elle libère lentement le médicament au-dessus de timoi. Cette méthode a été testée en utilisant du 2-amino-4-phosphonobutyrate (APB), un analogue du glutamate qui bloque la lumière de réponse de la rétine. Il a été démontré que l&#39;APB est lentement libéré à partir de la résine, et a été capable de bloquer la réponse rétinienne à 7 jours après l&#39;implantation. Ceci indique que l&#39;administration de médicaments à libération lente en utilisant cette résine de copolymère est efficace pour le traitement de la rétine, et pourrait être utilisée avec d&#39;autres tests sur le plan thérapeutique.

Plein champ électrorétinogramme (ERG) a été utilisé pour détecter l&#39;effet de l&#39;APB sur la rétine. Pour plus de détails sur la façon dont l&#39;ERG a été réalisée, se reporter aux études 33,34 suivantes. En bref, après anesthésie de l&#39;animal, une électrode d&#39;or a été placée sur la cornée de l&#39;oeil, et l&#39;électrode de référence est placée dans le cuir chevelu antérieure entre les deux yeux, à enregistrer l&#39;activité électrique de la rétine. Les stimuli ont...

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Slow-release Drug Delivery through Elvax 40W to the Rat Retina: Implications for the Treatment of Chronic Conditions

Ce document décrit comment Elvax 40W peut être utilisé comme un procédé à libération lente pour l&#39;administration de médicaments à la rétine de rat adulte. Le protocole de préparation, de chargement et délivrant le complexe médicament-résine de l&#39;œil est décrite.

À libération lente Drug Delivery par Elvax 40W pour le Retina Rat: Implications pour le traitement des maladies chroniques

Diseases of the retina are difficult to treat as the retina lies deep within the eye. Invasive methods of drug delivery are often needed to treat these ...

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Medicine

11.4K vues.  University of L'Aquila.  Ce document décrit comment Elvax 40W peut être utilisé comme un procédé à libération lente pour l'administration de médicaments à la rétine de rat adulte. Le protocole de préparation, de chargement et délivrant le complexe médicament-résine de l'œil est décrite. 

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The Measurement and Treatment of Suppression in Amblyopia

Amblyopia, a developmental disorder of the visual cortex, is one of the leading causes of visual dysfunction in the working age population. Current estimates put the prevalence of amblyopia at approximately 1-3%1-3, the majority of cases being monocular2. Amblyopia is most frequently caused by ocular misalignment (strabismus), blur induced by unequal refractive error (anisometropia), and in some cases by form deprivation.
Although amblyopia is initially caused by abnormal visual input in infancy, once established, the visual deficit often remains when normal visual input has been restored using surgery and/or refractive correction. This is because amblyopia is the result of abnormal visual cortex development rather than a problem with the amblyopic eye itself4,5 . Amblyopia is characterized by both monocular and binocular deficits6,7 which include impaired visual acuity and poor or absent stereopsis respectively. The visual dysfunction in amblyopia is often associated with a strong suppression of the inputs from the amblyopic eye under binocular viewing conditions8. Recent work has indicated that suppression may play a central role in both the monocular and binocular deficits associated with amblyopia9,10 .
Current clinical tests for suppression tend to verify the presence or absence of suppression rather than giving a quantitative measurement of the degree of suppression. Here we describe a technique for measuring amblyopic suppression with a compact, portable device11,12 . The device consists of a laptop computer connected to a pair of virtual reality goggles. The novelty of the technique lies in the way we present visual stimuli to measure suppression. Stimuli are shown to the amblyopic eye at high contrast while the contrast of the stimuli shown to the non-amblyopic eye are varied. Patients perform a simple signal/noise task that allows for a precise measurement of the strength of excitatory binocular interactions. The contrast offset at which neither eye has a performance advantage is a measure of the "balance point" and is a direct measure of suppression. This technique has been validated psychophysically both in control13,14 and patient6,9,11 populations.
In addition to measuring suppression this technique also forms the basis of a novel form of treatment to decrease suppression over time and improve binocular and often monocular function in adult patients with amblyopia12,15,16 . This new treatment approach can be deployed either on the goggle system described above or on a specially modified iPod touch device15.

Amblyopia is a developmental disorder of the visual cortex that is often accompanied by strong suppression of one eye. We present a new technique for measuring and treating interocular suppression in patients with amblyopia that can be deployed using virtual reality goggles or a portable iPod Touch device.

La mesure et le traitement de répression dans l&#39;amblyopie

Amblyopia, a developmental disorder of the visual cortex, is one of the leading causes of visual dysfunction in the working age population. Current ...

Recherche

Médecine

A Model of Chronic Nutrient Infusion in the Rat

Chronic exposure to excessive levels of nutrients is postulated to affect the function of several organs and tissues and to contribute to the development of the many complications associated with obesity and the metabolic syndrome, including type 2 diabetes. To study the mechanisms by which excessive levels of glucose and fatty acids affect the pancreatic beta-cell and the secretion of insulin, we have established a chronic nutrient infusion model in the rat. The procedure consists of catheterizing the right jugular vein and left carotid artery under general anesthesia; allowing a 7-day recuperation period; connecting the catheters to the pumps using a swivel and counterweight system that enables the animal to move freely in the cage; and infusing glucose and/or Intralipid (a soybean oil emulsion which generates a mixture of approximately 80% unsaturated/20% saturated fatty acids when infused with heparin) for 72 hr. This model offers several advantages, including the possibility to finely modulate the target levels of circulating glucose and fatty acids; the option to co-infuse pharmacological compounds; and the relatively short time frame as opposed to dietary models. It can be used to examine the mechanisms of nutrient-induced dysfunction in a variety of organs and to test the effectiveness of drugs in this context.

A protocol for chronic infusions of glucose and Intralipid in rats is described. This model can be used to study the impact of nutrient excess on organ function and physiological parameters.

Un modèle d&#39;infusion de nutriments chronique chez le rat

Chronic exposure to excessive levels of nutrients is postulated to  affect the function of several organs and tissues and to contribute to the  ...

Osmotic Drug Delivery to Ischemic Hindlimbs and Perfusion of Vasculature with Microfil for Micro-Computed Tomography Imaging

Preclinical research in animal models of peripheral arterial disease plays a vital role in testing the efficacy of therapeutic agents designed to stimulate microcirculation. The choice of delivery method for these agents is important because the route of administration profoundly affects the bioactivity and efficacy of these agents1,2. In this article, we demonstrate how to locally administer a substance in ischemic hindlimbs by using a catheterized osmotic pump. This pump can deliver a fixed volume of aqueous solution continuously for an allotted period of time. We also present our mouse model of unilateral hindlimb ischemia induced by ligation of the common femoral artery proximal to the origin of profunda femoris and epigastrica arteries in the left hindlimb. Lastly, we describe the in vivo cannulation and ligation of the infrarenal abdominal aorta and perfusion of the hindlimb vasculature with Microfil, a silicone radiopaque casting agent. Microfil can perfuse and fill the entire vascular bed (arterial and venous), and because we have ligated the major vascular conduit for exit, the agent can be retained in the vasculature for future ex vivo imaging with the use of small specimen micro-CT3.

We show here the in vivo insertion of an osmotic pump for constant local drug delivery and the creation of hindlimb ischemia in a mouse model. Moreover, the hindlimb vasculature is perfused with Microfil, a silicone radiopaque agent, to prepare for micro-computed tomography (micro-CT) imaging.

Osmotique Drug Delivery à hindlimbs ischémiques et la perfusion de la vascularisation avec Microfil pour Micro-en tomodensitométrie

Preclinical research in animal models of peripheral arterial disease plays a vital role in testing the efficacy of therapeutic agents designed to ...

Heterotopic Mucosal Engrafting Procedure for Direct Drug Delivery to the Brain in Mice

Delivery of therapeutics into the brain is impeded by the presence of the blood-brain barrier (BBB) which restricts the passage of polar and high molecular weight compounds from the bloodstream and into brain tissue. Some direct delivery success in humans has been achieved via implantation of transcranial catheters; however this method is highly invasive and associated with numerous complications. A less invasive alternative would be to dose the brain through a surgically implanted, semipermeable membrane such as the nasal mucosa that is used to repair skull base defects following endoscopic transnasal tumor removal surgery in humans. Drug transfer though this membrane would effectively bypass the BBB and diffuse directly into the brain and cerebrospinal fluid. Inspired by this approach, a surgical approach in mice was developed that uses a donor septal mucosal membrane engrafted over an extracranial surgical BBB defect. This model has been shown to effectively allow the passage of high molecular weight compounds into the brain. Since numerous drug candidates are incapable of crossing the BBB, this model is valuable for performing preclinical testing of novel therapies for neurological and psychiatric diseases.

A mouse model of human endoscopic skull base reconstruction has been developed that creates a semipermeable interface between the brain and nose using nasal mucosal grafts. This method allows researchers to study delivery to the central nervous system of high molecular weight therapeutics which are otherwise excluded by the blood-brain barrier when administered systemically.

Heterotopic muqueuse procédure de greffe de médicaments Livraison directe au cerveau chez les souris

Delivery of therapeutics into the brain is impeded by the presence of the blood-brain barrier (BBB) which restricts the passage of polar and high ...

Intraluminal Drug Delivery to the Mouse Arteriovenous Fistula Endothelium

Delivery of therapeutic agents to enhance arteriovenous fistula (AVF) maturation can be administered either via intraluminal or external routes. The simple murine AVF model was combined with intraluminal administration of drug solution to the venous endothelium at the same time as fistula creation. Technical aspects of this model are discussed. Under general anesthesia, an abdominal incision is made and the aorta and inferior vena cava (IVC) are exposed. The infra-renal aorta and IVC are dissected for clamping. After proximal and distal clamping, the puncture site is exposed and a 25 G needle is used to puncture both walls of the aorta and into the IVC. Immediately after the puncture, a reporter gene-expressing viral vector was infused in the IVC via the same needle, followed by 15 min of incubation. The intraluminal administration method enabled more robust viral gene delivery to the venous endothelium compared to administration by the external route. This novel method of delivery will facilitate studies that explore the role of the endothelium in AVF maturation and enable intraluminal drug delivery at the time of surgical operation.

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.

Intraluminale Drug Delivery à la souris fistule artério-endothélium

Delivery of therapeutic agents to enhance arteriovenous fistula (AVF) maturation can be administered either via intraluminal or external routes. The ...

Intravascular Delivery of Biologics to the Rat Kidney

The renal microvascular compartment plays an important role in the progression of kidney disease and hypertension, leading to the development of End Stage Renal Disease with high risk of death for cardiovascular events. Moreover, recent clinical studies have shown that renovascular structure and function may have a great impact on functional renal recovery after surgery. Here, we describe a protocol for the delivery of drugs into the renal artery of rats. This procedure offers significant advantages over the frequently used systemic administration as it may allow a more localized therapeutic effect. In addition, the use of rodents in pharmacodynamic analysis of preclinical studies may be cost effective, paving the way for the design of translational experiments in larger animal models. Using this technique, infusion of rat recombinant Vascular Endothelial Growth Factor (VEGF) protein in rats has induced activation of VEGF signaling as shown by increased expression of FLK1, pAKT/AKT, pERK/ERK. In summary, we established a protocol for the intrarenal delivery of drugs in rats, which is simple and highly reproducible.

The administration of drugs for recovery of kidney function requires control of the localization and distribution of the therapeutic compound. Here, we describe in detail a simple technique for intrarenal delivery of drugs in rats. This procedure may be easily performed with no mortality and high reproducibility.

Livraison intravasculaire de produits biologiques du rein de rat

The renal microvascular compartment plays an important role in the progression of kidney disease and hypertension, leading to the development of End Stage ...

Network Analysis of Foramen Ovale Electrode Recordings in Drug-resistant Temporal Lobe Epilepsy Patients

Approximately 30% of epilepsy patients are refractory to antiepileptic drugs. In these cases, surgery is the only alternative to eliminate/control seizures. However, a significant minority of patients continues to exhibit post-operative seizures, even in those cases in which the suspected source of seizures has been correctly localized and resected. The protocol presented here combines a clinical procedure routinely employed during the pre-operative evaluation of temporal lobe epilepsy (TLE) patients with a novel technique for network analysis. The method allows for the evaluation of the temporal evolution of mesial network parameters. The bilateral insertion of foramen ovale electrodes (FOE) into the ambient cistern simultaneously records electrocortical activity at several mesial areas in the temporal lobe. Furthermore, network methodology applied to the recorded time series tracks the temporal evolution of the mesial networks both interictally and during the seizures. In this way, the presented protocol offers a unique way to visualize and quantify measures that considers the relationships between several mesial areas instead of a single area.

This protocol describes a procedure to track the evolution of mesial network measures in temporal lobe epilepsy (TLE) patients. It is based on the combination of intracranial recordings with a novel numerical technique for data analysis. Specifically, we present a protocol for network analyses of foramen ovale recordings.

Analyse du réseau de foramen ovale électrodes Recordings en résistant aux médicaments épilepsies temporales patients

Approximately 30% of epilepsy patients are refractory to antiepileptic drugs. In these cases, surgery is the only alternative to eliminate/control ...

Optimized LC-MS/MS Method for the High-throughput Analysis of Clinical Samples of Ivacaftor, Its Major Metabolites, and Lumacaftor in Biological Fluids of Cystic Fibrosis Patients

Defects in the cystic fibrosis trans-membrane conductance regulator (CFTR) are the cause of cystic fibrosis (CF), a disease with life-threatening pulmonary manifestations. Ivacaftor (IVA) and ivacaftor-lumacaftor (LUMA) combination are two new breakthrough CF drugs that directly modulate the activity and trafficking of the defective CFTR-protein. However, there is still a dearth of understanding on pharmacokinetic/pharmacodynamic parameters and the pharmacology of ivacaftor and lumacaftor. The HPLC-MS technique for the simultaneous analysis of the concentrations of ivacaftor, hydroxymethyl-ivacaftor, ivacaftor-carboxylate, and lumacaftor in biological fluids in patients receiving standard ivacaftor or ivacaftor-lumacaftor combination therapy has previously been developed by our group and partially validated to FDA standards. However, to allow the high-throughput analysis of a larger number of patient samples, our group has optimized the reported method through the use of a smaller pore size reverse-phase chromatography column (2.6 &#181;m, C8 100 &#197;; 50 x 2.1 mm) and a gradient solvent system (0-1 min: 40% B; 1-2 min: 40-70% B; 2-2.7 min: held at 70% B; 2.7-2.8 min: 70-90% B; 2.8-4.0 min: 90% B washing; 4.0-4.1 min: 90-40% B; 4.1-6.0 min: held at 40% B) instead of an isocratic elution. The goal of this study was to reduce the HPLC-MS analysis time per sample dramatically from ~15 min to only 6 min per sample, which is essential for the analysis of a large amount of patient samples. This expedient method will be of considerable utility for studies into the exposure-response relationships of these breakthrough CF drugs.

Ivacaftor and ivacaftor-lumacaftor combination are two new CF drugs. However, there is still a dearth of understanding on their PK/PD and pharmacology. We present an optimized HPLC-MS technique for the simultaneous analysis of ivacaftor and its major metabolites, and lumacaftor.

Optimisé méthode LC-MS/MS pour l’analyse de haut débit d’échantillons cliniques de Ivacaftor, ses principaux métabolites et Lumacaftor dans les fluides biologiques des patients atteints de fibrose kystique

Defects in the cystic fibrosis trans-membrane conductance regulator (CFTR) are the cause of cystic fibrosis (CF), a disease with life-threatening ...

Improved Method for the Establishment of an In Vitro Blood-Brain Barrier Model Based on Porcine Brain Endothelial Cells

The aim of this protocol presents an optimized procedure for the purification and cultivation of pBECs and to establish in vitro blood-brain barrier (BBB) models based on pBECs in mono-culture (MC), MC with astrocyte-conditioned medium (ACM), and non-contact co-culture (NCC) with astrocytes of porcine or rat origin. pBECs were isolated and cultured from fragments of capillaries from the brain cortices of domestic pigs 5-6 months old. These fragments were purified by careful removal of meninges, isolation and homogenization of grey matter, filtration, enzymatic digestion, and centrifugation. To further eliminate contaminating cells, the capillary fragments were cultured with puromycin-containing medium. When 60-95% confluent, pBECs growing from the capillary fragments were passaged to permeable membrane filter inserts and established in the models. To increase barrier tightness and BBB characteristic phenotype of pBECs, the cells were treated with the following differentiation factors: membrane permeant 8-CPT-cAMP (here abbreviated cAMP), hydrocortisone, and a phosphodiesterase inhibitor, RO-20-1724 (RO). The procedure was carried out over a period of 9-11 days, and when establishing the NCC model, the astrocytes were cultured 2-8 weeks in advance. Adherence to the described procedures in the protocol has allowed the establishment of endothelial layers with highly restricted paracellular permeability, with the NCC model showing an average transendothelial electrical resistance (TEER) of 1249 &#177; 80 &#937; cm2, and paracellular permeability (Papp) for Lucifer Yellow of 0.90 10-6 &#177; 0.13 10-6 cm sec-1 (mean &#177; SEM, n=55). Further evaluation of this pBEC phenotype showed good expression of the tight junctional proteins claudin 5, ZO-1, occludin and adherens junction protein p120 catenin. The model presented can be used for a range of studies of the BBB in health and disease and, with the highly restrictive paracellular permeability, this model is suitable for studies of transport and intracellular trafficking.

Improved Method for the Establishment of an In Vitro Blood-Brain Barrier Model Based on Porcine Brain Endothelial Cells

The aim of the protocol is to present an optimized procedure for the establishment of an in vitro blood-brain barrier (BBB) model based on primary porcine brain endothelial cells (pBECs). The model shows high reproducibility, high tightness, and is suitable for studies of transport and intracellular trafficking in drug discovery.

Procédé amélioré pour la création d’un In Vitro barrière hémato - encéphalique modèle basé sur les cellules endothéliales du cerveau porcin

The aim of this protocol presents an optimized procedure for the purification and cultivation of pBECs and to establish in vitro blood-brain barrier (BBB) ...

Trans-Tympanic Drug Delivery for the Treatment of Ototoxicity

The systemic administration of protective agents to treat drug-induced ototoxicity is limited by the possibility that these protective agents could interfere with the chemotherapeutic efficacy of the primary drugs. This is especially true for the drug cisplatin, whose anticancer actions are attenuated by antioxidants which provide adequate protection against hearing loss. Other current or potential otoprotective agents could pose a similar problem, if administered systemically. The application of various biologicals or protective agents directly to the cochlea would allow for high levels of these agents locally with limited systemic side effects. In this report, we demonstrate a trans-tympanic method of delivery of various drugs or biological reagents to the cochlea, which should enhance basic science research on the cochlea and provide a simple way of directing the use of otoprotective agents in the clinics. This report details a method of trans-tympanic drug delivery and provides examples of how this technique has been used successfully in experimental animals to treat cisplatin ototoxicity.

We present a technique for localized administration of drugs through the trans-tympanic route into the cochlea. Drug delivery through this route would not interfere with the anti-cancer efficacy of the chemotherapeutic drugs such as cisplatin.

TRANS-tympanique de médicaments pour le traitement de l’ototoxicité

The systemic administration of protective agents to treat drug-induced ototoxicity is limited by the possibility that these protective agents could ...