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Method Article
A estenose de laringotracura resulta da deposição patológica da cicatriz que estreita crìtica a via aérea do traqueal e falta terapias médicas eficazes. Usando um stent PLLA-PCL (70% poli-L-lactide e 30% policaprolactona) como um sistema local de entrega de drogas, terapias potenciais destinadas a diminuir a proliferação de cicatrizna traqueia podem ser estudadas.
A estenose laringotraqueaca (LTS) é um estreitamento patológico da subglotee e traqueia, levando à obstrução extratorácica e significativa falta de ar. Lts resulta de lesão mucosa de um corpo estranho na traqueia, levando a danos nos tecidos e uma resposta inflamatória local que dá errado, levando à deposição de tecido cicatricial patológico. O tratamento para LTS é cirúrgico devido à falta de terapias médicas eficazes. O objetivo deste método é construir um stent biocompatível que pode ser miniaturizado para colocar em camundongos com LTS. Demonstramos que uma construção PLLA-PCL (70% poli-L-lactide e 30% policaprolactona) tinha força biomecânica ideal, era biocompatível, praticável para um stent de colocação in vivo e capaz de combater a droga. Este método fornece um sistema de entrega de drogas para testar vários agentes imunomodulatórios para inibir localmente a inflamação e reduzir a fibrose das vias aéreas. A fabricação dos stents leva de 28 a 30 h e pode ser reproduzida facilmente, permitindo experimentos com grandes coortes. Aqui incorporamos a droga rapamicina dentro do stent para testar sua eficácia na redução da fibrose e deposição de colágeno. Os resultados revelaram que as tendas PLLA-PCL apresentaram liberação confiável de rapamicina, eram mecanicamente estáveis em condições fisiológicas e eram biocompatíveis, induzindo pouca resposta inflamatória na traqueia. Além disso, os stents PLLA-PCL que eluting à rapamicina reduziram a formação de cicatrizes na traqueia in vivo.
A estenose laringotraqueatra (LTS) é um estreitamento patológico da traqueia na maioria das vezes devido a lesões iagênicas pós-intubação. A combinação de colonização bacteriana, resposta corporal estranha a uma traqueostomia ou tubo de endotraqueano e fatores específicos do paciente levam a uma resposta inflamatória aberrante. Esta resposta imune desadaptativa leva à deposição de colágeno na traqueia, resultando em estreitamento luminal da traqueia e estenose subseqüente1,2. Como o tratamento atual para esta doença é principalmente cirúrgico, o desenvolvimento de um paradigma de tratamento alternativo medicamente baseado visando as vias inflamatórias e profibrotic aberrantes que levam à deposição excessiva de colágeno tem sido estudada. Rapamicina, que inibe o complexo de sinalização mTOR, tem sido mostrado para ter efeitos imunossupressores, bem como um efeito antifibroblasto robusto. No entanto, quando a rapamicina é administrada sistemicamente, efeitos colaterais comuns (por exemplo, hiperlipidemia, anemia, trombocitoopenia) podem ser pronunciados3. O objetivo da nossa metodologia é desenvolver um veículo para a entrega local de medicamentos praticável para uso nas vias aéreas que diminuiria esses efeitos sistêmicos. Nossas avaliações se concentram em investigar a resposta imune local à construção de entrega de drogas, bem como sua capacidade de inibir a função do fibroblasto e alterar o microambiente imunológico local. Os resultados específicos da doença incluem testes in vivo que avaliam marcadores de fibrose.
Stents biodegradáveis de luta contra drogas têm sido usados em modelos animais de doença em sistemas de múltiplos órgãos, incluindo as vias aéreas4. Para a gestão da estenose das vias aéreas ou colapso, investigações anteriores têm usado silicone revestido de drogas e stents à base de níquel5. Uma construção PLLA-PCL foi escolhida para este método particular por causa de seu perfil de elução de drogas e força mecânica em condições fisiológicas durante um período de 3 semanas, o que foi demonstrado em estudos publicados anteriores6. PLLA-PCL também é um material biocompatível e biodegradável já aprovado pelo FDA4. Stents biocompatíveis que elutam cisplatina e MMC têm sido estudados em grandes modelos animais, como coelhos e cães. No entanto, nesses modelos animais, os stents não foram colocados em um modelo animal de doença e foram implantados transcervicalmente. Este estudo fornece um método original para avaliar um stent droga-eluting biocompatível colocado transorally em um modelo do rato de ferimento da via aérea e de estenose laryngotracheal. Um stent biocompatível que inviabiliza uma droga imunomodulatória localmente e pode ser miniaturizado para estudo em um modelo de urina é valioso para pesquisa pré-clínica translacional. Tentativas anteriores de utilização de stent com outras construções materiais geraram respostas robustas do corpo estranho piorando a inflamação subjacente que distingue lts7. Esta metodologia, a nosso conhecimento, é a primeira de seu tipo para estudar os efeitos imunomodulatórios e antifibrotic de um sistema stent-baseado da entrega da droga em um modelo do murine de LTS. O modelo murine em si oferece várias vantagens para estudar os efeitos de uma droga imunomodulatória na traqueia. Camundongos geneticamente modificados e coortes experimentais de camundongos saudáveis e doentes podem ser estudados, o que pode levar à reprodutibilidade experimental e melhorar a relação custo-eficácia. Além disso, a entrega do stent transoralmente na traqueia do rato imita a entrega clínica de tal stent nos seres humanos, o que destaca ainda mais a vantagem translacional deste método. Finalmente, a relativa facilidade com que o stent PLLA-PCL com a droga pode ser produzida permite modificações para fornecer terapias medicamentosas alternativas destinadas a reduzir a formação de cicatriz na traqueia.
NOTA: Todos os métodos descritos aqui foram aprovados pelo Johns Hopkins University Animal Care and Use Committee (MO12M354).
1. Preparação de rapamicina em PLLA-PCL
2. Teste de luluna de rapamicina
3. Criação de stents das vias aéreas plla-PCL murine de rapamicina
NOTA: Executar etapas 3.2-3.9 usando materiais estéreis e técnica estéril para evitar a contaminação que influenciaria as aplicações in vivo e in vitro.
4. Indução de estenose laringotraheal em camundongos
5. Transoral PLLA-PCL colocação stent em camundongos
6. Preparação histológica de amostras
7. Biocompatibilidade stent in vivo
8. Análise quantitativa da expressão do gene da traquea do rato
A construção biodegradável do stent PLLA-PCL carregada com rapamicina utilizada neste estudo foi capaz de dialoar a rapamicina de forma consistente e previsível em condições fisiológicas (Figura 1). A figura 2 mostra o stent PLLA-PCL lançado em torno de um angiocateter 22 G para uso em um modelo de urina de LTS. Para determinar se os efeitos da elução da rapamicina na traqueia são eficazes na fibrose atenuante, alterações medidas na expressão gêni...
Os passos mais críticos para construir e usar com sucesso um stent de luta contra drogas in vivo são 1) determinar a relação PLLA-PCL ideal para a taxa de elução de drogas desejável, 2) determinando a concentração adequada de drogas a ser eluted, 3) moldando os stents em torno do angiocateter para uso in vivo, e 4) transolvialmente entregando o stent para os ratos após a indução LTS sem causar obstrução das vias aéreas fatais.
Embora existam vários métodos para o parto de medi...
Os autores não têm nada a divulgar.
Instituto Nacional de Surdez e Outros Distúrbios de Comunicação dos Institutos Nacionais de Saúde os números de premiação 1K23DC014082 e 1R21DC017225 (Alexander Hillel). Este estudo também foi apoiado financeiramente pela Sociedade Triológica e pelo American College of Surgeons (Alexander Hillel), pela American Medical Association Foundation, Chicago, IL (Madhavi Duvvuri) e por uma bolsa de treinamento T32 NIDCD (Kevin Motz).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
1. For stent | |||
22-gauge angiocatheter | Jelco | 4050 | |
Dichloromethane | Sigma Aldrich | 270997-100ML | |
Glycerol | Fisher Scientific | 56-81-5 | Available from other vendors as well. |
PDLGA | Sigma Aldrich | 739955-5G | |
PLLA-PCL (70 : 30) | Evonik Industries AG | 65053 | |
Rapamycin | LC Laboratories | R-5000 | |
2. Animal surgery | |||
Wire brush | Mill-Rose Company | 320101 | |
3. For immunohistochemistry staining | |||
Antigen retrival buffer | Abcam | ab93678 | Available from other vendors as well; acidic pH needed |
DAPI | Cell Signaling | 8961S | |
DMEM | ThermoFisher Scientific | 11965-092 | Available from other vendors as well. |
FBS (Fetal Bovine Serum) | MilliporeSigma | F4135-500ML | |
Goat anti-rabbit-488 antibody | Lif technology | a11008 | |
Goat anti-rat-633 antibody | Lif technology | a21094 | |
Hydrophilic plus slide | BSB7028 | ||
PBS | ThermoFisher Scientific | 100-10023 | Available from other vendors as well. |
Rabbit anti-CD3 antibody | Abcam | ab5690 | |
Rat antiF4/80 antibody | Biolengend | 123101 | |
Zeiss LSM 510 Meta Confocal Microscope | Zeiss | ||
4. For quantative PCR | |||
0.5mm glass beads | OMNI International | 19-645 | |
Bead Mill Homoginizer | OMNI International | ||
Gene Specific Forward/Reverse Primers | Genomic Resources Core Facility | ||
Nanodrop 2000 spectrophotometer | Thermo Scientific | ||
Power SYBR Green Mastermix | Life Technologies | 4367659 | |
RNeasy mini kit | Qiagen | 80404 | |
StepOnePlus Real Time PCR system | Life Technologies |
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