Method Article
Ya bir kateterin yerleştirilmesi ya da farelerde sağ yan ventrikül içine, bir bolus enjeksiyonu gerçekleştirerek merkezi sinir sistemi ilaçları hedeflemek için bir yöntem açıklanmaktadır. Biz antisens oligonükleotidler teslim odaklanmıştır. Bu teknik, diğer ilaçlara ve sıçanlara, kolaylıkla adapte edilebilir.
, Kan-beyin bariyerinden geçebilme bir yetersizlik nedeniyle, bazı ilaçların doğrudan merkezi sinir sistemi (MSS) teslim edilmesi gerekir. Burada video gösterilen teknikler de merkezi sinir sistemine diğer ilaçların bir bolluk sunmak için kullanılabilir ama bizim laboratuar, antisens oligonükleotidler (Asos) odaklanır. Antisens oligonükleotidler (Asos) demonte dizisi özel hedefler 1 hem de belirli genlerin 2 vardiya izoformu oranları için yeteneği var. Farenin merkezi sinir sistemi yaygın gen demonte veya yapıştırma elde etmek için, biz Ásos video gösteren her ikisi de yönetim iki ayrı yolları kullanarak beyin içine gönderilmesi mümkün olmaktadır.
Birinci kullanır cerrahi lateral ventrikül içine implante bir kateter bağlı ozmotik pompalar, Alzet. Bu Ásos sürekli bir zaman süresi için, CNS nüfuz etmesine izin verir. İkinci bir yüksek tek bir bolus enjeksiyonu içerirsağ lateral ventrikül içine ASO gh konsantrasyonu. Çalışmanın gereksinimlerine bağlı olarak, tek bir yöntem diğer tercih edilebilir olsa da her iki yöntem de, tüm beyin ve omurilik ASO sunmak için, fare serebral ventriküler sistemi kullanır.
Bazı ilaçlar doğrudan Merkezi Sinir Sistemi (MSS) teslim gerektiren, kan beyin bariyeri (KBB) çapraz edemiyoruz. BBB aşmak için, ilaç tarif edilen yöntemler kullanılarak, beyin içine doğrudan teslim edilebilir. Laboratuar ve anti-his oligonükleotidler ile ilgili kağıt detaylı tarifnamede odaklanma (Ásos) gibi küçük moleküller, antikorlar, gene terapi vektörleri, vb. Gibi diğer ilaçlar, aynı zamanda aynı yaklaşımla iletilebilirken.
Bazı proteinlerin nörodejeneratif hastalıkların patogenezinde bir rol oynamaktadır. Bu proteinler genellikle nihai nöronal ölüm ve daha sonraki nörolojik hastalık 3-4 yol, agrega zehirli türler oluşturur ve birikir. Bu hastalıkların ilerlemesini yavaşlatmak ya da durdurmak için bir çaba, bir tedavi seçeneği doğrudan hedef ve neden olan protein azaltmak için olabilir. Bununla birlikte, bu proteinler çoğu zaman zor hale e, merkezi sinir sistemi boyunca her yerde her zaman bulunur v erimli küresel ölçekte onları hedef.
Tüm MSS boyunca genlerin hedef için, biz BBB atlamak için lateral ventrikül ile fare beyin omurilik sıvısı (BOS) içine Asos yönetmek. Bu özel yöntem Asos yaygın dağıtımı sağlayan, tüm beyin ve omurilik banyoları fare ventriküler sistemi yararlanır. Biz demonte yol açan mRNA aşağılamak veya B) alternatif yapıştırma 1 kaydırmak için ya A) işe RNaz-H, ASO kimyasal değişiklikler bağlı olarak, doğrudan hedef mRNA dizisi bağlamak 18-20 mer RNA benzeri moleküllerdir Asos kullanın ve , 2,16,17. Bu, birden fazla shRNA moleküller de dahil olmak üzere, in vivo olarak belirli bir protein devrilmesi için var olduğunu belirtmek gerekir. Bu moleküllerin bu makalenin odak değildir yana, makaleler yorumlayan okuyucu yönlendiren Daha çok detay demonte etki mekanizmaları ve her 5-6 avantajları / dezavantajları.
önceki çalışmada jove_content ">, biz Amyotrofik Lateral Skleroz (ALS) 7 (Şekil 4) bir transgenik fare modelinde protein süperoksit dismutaz 1 (SOD1) hedef Asos kullandık. SOD1 mutasyonlar gerçekleşen tüm ALS yaklaşık% 2 durumlarda 8, son zamanlarda SOD1 başlangıcı belirgin 7 artış sonra ALS transgenik fare, hayatta kalma toplam SOD1 seviyeleri azaltarak de 9-10. sporadik ALS önemli bir rol oynayabilir öne sürülmüştür rağmen. Bu önemli verileri ilk idi MSS bir ASO tedavi nörolojik bir hastalık modeli üzerinde derin olumlu bir etkisi olabileceğini göstermek için. O zamandan beri, insan SOD1 hedeflenmektedir Asos minimal yan etkileri (Clnicaltrails.gov NCT01041222) ile girmiş ve başarılı bir şekilde, insan klinik Faz tamamlamış , gibi Nöroloji 2012 64 inci yıllık Amerikan Akademisi'nde sundu. II çalışmalarda Faz ileri Asos taşımak için Planları şu anda devam etmektedir. SOD1 nörolojik bir hastalığı tedavi etmek için Asos kullanarak ilk gösteri oldu hedeflerken, diğer bazı çalışmalarda bu yana farklı hastalıklar ve kendi protein hedeflerine bakarak yapılmıştır. 2010 ve 2011 yılında, o Asos motor nöron 2 (SMN2) protein hayatta kalma kayması ekleme spinal kas atrofi (SMA) transgenik fare modellerinde kullanılan ve hastalık fenotipleri 11,12 önemli bir iyileşme ile sonuçlanmıştır. Bu yapıştırma Asos Faz şimdi SMA çocukların (Clinicaltrails.gov NCT01494701) I klinik çalışmalar vardır. Ayrıca, son zamanlarda huntingtin protein düzeyleri başlangıç 13 döndü sonra bile, huntingtin gen karşı hedef Asos geçici yönetimi önemli ölçüde Huntington fare modeli kurtarmak için mümkün olduğu gösterilmiştir.Bu çalışmaların tümünde, Asos ile toplam gen düzeyleri azaltmak veya gen ekleme değiştirme lateral ventrikül teslim edilditüm merkezi sinir sistemi. Ozmotik pompalar ve tek bir bolus enjeksiyon, her ikisi de CSF Ásos sunmak için de kullanılabilir. Intraserebroventriküler (ICV) bolus hızlı, tek seferlik enjeksiyon ise Pompalar, yavaş, sürekli teslimat için izin verir. Biz tek bir transgenik doğrultusunda pompa ve bolus arasındaki doğrudan bir karşılaştırma rapor değil olsa Biz, başarı ile bu yöntemlerin her ikisi de kullandık.
MSS Asos kullanan toplam protein düzeyleri ve / veya birkaç proteinlerin değişimi yapıştırma azaltmak için güçlü bir yoldur. Biz nörolojik hastalıkları için bir tedavi olarak sadece Asos kullanırken, diğer alanlar da bu tekniği yararlanabilir farkındayız. Ilgi protein sürece MSS ifade ve nihai hedefi göstermiştir teknikleri Asos kullanılarak gen ifadesinde MSS çapında değişiklikler, elde etmektir gibi çok yararlı olabilir.
Aşağıdaki protokol St Louis Washington Üniversitesi Kurumsal Hayvan Bakım ve Kullanım Komiteleri tarafından onaylanmış ve Deney hayvanlarının kullanımı için Sağlık kuralları Ulusal Sağlık Enstitüleri uygun değil. Bu cerrahisine ilk defa ise, biz 14 başlamadan önce bir giriş olarak kemirgen operasyonlarında vallahi makale bakarak öneririz.
Asos ozmotik pompa infüzyon ve tek ICV bolus hem boyunca fare MSS teslim edilebilir. Bu nedenle, aşağıda ayrıntılı prosedürü iki parça halinde kadar bozuldu. Her yöntem için artılarını ve eksilerini Tartışma bölümünde değinilecektir. Protokolleri kullanılan koordinatları yetişkin C57BL6 ve B6C3 fareler içindir. Sorumlu sıçan koordinatları Tablo 1'de bulunabilir.
Alzet ozmotik POMPA
1. Alzet Ozmotik Pompalar hazırlanması
2. Ön cerrahi Prosedürü
3. Alzet Ozmotik Pompa implantasyonu
4. Ameliyat sonrası Bakım
5. Alzet Ozmotik Pompa değiştirme veya kaldırma
Pompa aktif ASO beslerken yapıldıktan sonra, ya değişti ya da tamamen kaldırılabilir.
ICV BOLUS
6. Ön cerrahi Prosedürü
7. ASO Bolus Enjeksiyon
Pompa infüzyon veya ICV bolus enjeksiyon sonrası belirli bir süre sonra (biz rutin olarak dört hafta kullanın), bu Asos etkisini test etmek önemlidir. Her iki ya da Western blot veya ELISA ile hem de protein düzeyi olarak kantitatif gerçek zamanlı PCR kullanılarak mRNA düzeyi (yayınlanmış örneğin, Şekil 4 de, hedef geni seviyelerini / izoformları ölçmek için beynin farklı bölgelerinde ve omurilik alarak tavsiye .) Bu farklı MSS bölge genelinde ASO etkinliğini belirlemenize yardımcı olur. Hedeflenen proteinin yarı ömrü uzunsa, biz en fazla protein demonte veya yapıştırma değerlendirmek amacıyla ASO infüzyon sonra uzun bekleme tavsiye ederiz.
Bu oligo dağıtım test etmek de önemlidir. Daha yüksek ASO konsantrasyonu genellikle yakın ventriküler sistemi 16 alanları görülür rağmen pompa infüzyon, aynı taraf ve karşı her iki yarımkürede ile dağıtım neden. ICV bolus enjeksiyonları daha Unifo verimMSS 16 ile oligo rm dağılımı, etkileri uzun ömürlü olmayabilir ama. Biz Southwell ve arkadaşları için okuyucu doğrudan. Bolus oligo dağıtım 16 karşı pompa doğrudan bir karşılaştırma görmek.
Ayrıca her ASO in vivo olarak biraz farklı davranacaktır çünkü birden fazla doz yanı sıra Asos etki süresi test tavsiye. Asos genellikle birkaç ay sonra ASO teslim süren hedef devirme ya da yapıştırma ile, eylem oldukça uzun bir süre var. Ayrıca, bazı Asos diğerlerinden daha iyi çalışır ve bazı gen hedefleri diğerlerine göre demonte daha kolay olacaktır. Bu nedenle, tarama kurşun aday belirlemek için Asos, biz bir n in vivo olarak en az 3-5 Asos test tavsiye = bir ilk geçiş olarak ASO başına 4-6 yetişkin fareler.
Asos dışında bir ilaç kullanıyorsanız, aynı zamanda pilota önemli olacaktır ideal ilaç konsantrasyonu, etki ilaç süresi ve CNS ilaç, belirli bir bileşik için daha önce dağılımı.
Tablo 1. Cerrahi Koordinat. Koordine eden intraserebroventriküler (ICV) bolus performans hem de osmotik pompalar implante zaman fareler ve sıçanlar hem de sağ lateral ventrikül vurmak için kullanılır. Her iki koordinatları, pompalar ve ICV bolus için, sağ lateral ventrikül hedef. Bu biz en çok deneyime sahip ve ASO mükemmel dağılımını sağlamak bildiklerini, çünkü iki farklı ayarlar kullanabilirsiniz.
Şekil 1. Stereotaksik Kurulum. Alzet pompa ve Bolus enjeksiyon ameliyatları için (A) gerekli stereotaksik donanım. I) Cam Boncuk sterilizer. ii) Dijital Okuma. iii) hareketli kollar ile Stereotaksik taban. iv) Sıcaklık Kontrollü Isıtma Pedi. v) Oksijen Sistemi / İsofluranın. vi) İsofluranın Odası. (B) burun konisi ve kulak çubukları kadar kapatın. (C) İki ekleri gerekli. Sol: Şırınga / ICV bolus enjeksiyon için iğne tutucu. Sağ: Ozmotik pompa implantasyonu için Kanül Sürücüsü.
Şekil 2. Ozmotik Pompa İmplantasyonu Alzet. Fareler için (A) Alzet ozmotik pompa seçenekleri. . 14 günlük pompalar (0.25 ul / saat), 28 günlük pompalar (0.25 ul / saat), 42 gün pompalar (0.15 ml / saat) (B), ikinci pompa, bregmaya implantasyon için Koordinat: Arka -0.5 mm, lateral -1.1 mm ( Sağ) ve ventral -2.5 mm (kateterin uzunluğu). (C) yoluyla sürüş sonra kateterkafatası ve yapıştırma kanül, boya lateral ventrikül içinde kateterin doğru yerleştirilmesi değerlendirmek için kateter aracılığıyla temizlendi. boya (C) olarak uygulanan hemen sonra (D) Perfüze beyin. Kateter başarıyla ventrikül yerleştirilirse, boya fare ventriküler sistem boyunca dağıtılacak.
Şekil 3,. Intraserebroventriküler Bolus Enjeksiyon. (A) bregma gelen bolus enjeksiyon için Koordinat: +0.3 mm Ön, Yanal -1.0 mm (Sağ) ve ventral -3.0 mm (B) ventral kafatası -3.0 mm ile iğne sürüş sonra, boya şırınga ile itilir. kısa bir süre (B) 'de uygulanan boya sonra ortamdaki ventrikül. (C) Perfüze beyindeki iğne doğru yerleştirilmesi değerlendirmek. Iğne başarıyla ventrikül, yerleştirilirseboya fare ventriküler sistem boyunca dağıtılacak.
Şekil 4. Duyarlılık karşıtı oligonükleotidler (Smith ve ark. 7 şirketinden alınmış, Şekil) ve in vivo sıçan SOD1 azaltır. (AD) Antisens SOD1 oligonükleotidler r146192 SOD veya SOD 100 mikrogram / gün normal farelerin sağ lateral ventrikül içine 28 gün boyunca infüze edildi şifreli. Beyin ve omurilikten (A) Endojen SOD1 mRNA düzeyleri Mah-PCR ile ölçülen. ( B) SOD1 ve a-tubulin protein düzeyleri ASO infüzyonu takiben. tübülin ve SOD1 için (C ve D) Protein seviyeleri beyin infüzyonla farklı bölgeler için sayılabilir. presenilin 1 ya da GSK-3 ve beta karşı (E) Ásos, Sağ temporal / frontal korteks değerlendirildi transgenik olmayan fare ve mRNA düzeylerinin sağ lateral ventrikül içine 2 hafta infüze edildi. Klinik Araştırmalar için American Society izniyle yayınlanmıştır. büyük rakam görmek için buraya tıklayın .
Şekil 5,. Yatay Yatak Dikiş Koşu. 5-0 naylon dikiş ipliği cilt içinde dokunan ve dışında olan, ön başlayan ve arka çalışma, kanül üzerinde daha fazla konsantre. Bir kez en arka noktasına ulaşmış, dikiş ipliğinin sonra geri getirdi ve bir kez daha kanül üzerinde dişli. Bu uygun yara kapama sağlar ve deri yoluyla çalışmasını kanül / boru engeller.
Video gösterildiği gibi MSS küresel ilaç teslim yeteneği hem öğrenmek ve kullanımı kolay son derece güçlü bir tekniktir. Uygulama ile, bir tek pompa implantasyonu veya ICV bolus aynı zamanda tedavi edilmesi farelerin büyük kohort için izin, 10 dakika içinde tamamlanabilir. Fare davranış için daha fazla sayıda önemli farklılıklar görmek yardımcı olmak için önemli olduğu gibi bu, bir davranış okuma ile çalışmalar için özellikle yararlıdır.
Pompalar ve bolus enjeksiyon yoluyla Asos teslim bizim deneyimlerine dayanarak, biz her yöntem için bazı artıları ve eksileri gözlemledik. Bu laboratuarımızda görüşleri ve tüm fare ve sıçan modelleri için doğru olmayabilir unutulmamalıdır.
Bu pompa kullanılmasının bir avantajı, ASO zaman çok daha uzun bir süre boyunca dağıtıldığı için, ASO yüksek bir miktar vermek için yeteneğidir bulabilirsiniz. Bu genellikle aktif sonra uzun süreli demonte veya yapıştırma eşittirASO infüzyon, ama bu her zaman böyle olmayabilir. Pompaları da ASO teslimat kesin bir zaman dilimi (14 gün, 28 gün, 42 gün) için izin verir ve pompalar da uzun süre aktif ASO enfüzyon izin vermek için bir kez değiştirilebilir. Bununla birlikte, birden fazla pompa değişen düzgün bir emici-akışkan pompa önlemek pompasının çevresindeki lifli cepleri oluşumu nedeniyle değişkenlik artırdığını fark ettik. Pompa bir dezavantajı, bir farenin hem de diğerleri pompa tolere kalmamasıdır. Çalıştığınız transgenik hat daha kırılgan ise, bir pompa çok hantal olabilir. Pompalar başka cerrahi ve katma anestezi fareler tabi, son infüzyon sonra kaldırılması gerekir. Davranışı işi, bu pompa kaldırmak ve pompanın varlığı, farelerin bazı davranışlarını etkiler çünkü geri en az 1-2 hafta içinde izin vermek için özellikle önemlidir.
ICV bolus enjeksiyonları ile, bir avantajı maliyetidir. Bir varayarlıyoruz yatırım şırınga ve iğneler satın almak, ama satın almak için pompa / boru / kateter hiç olmadığından zaman içinde, bolus enjeksiyonları daha maliyet-etkilidir. Genel olarak, kanül ve pompalar eksikliği nedeniyle ICV bolus enjeksiyonları ile yukarı tutmak daha az bulunmaktadır. Ayrıca ICV bolus genç ve / veya daha kırılgan farelere Asos sunmak için kullanılabileceğini bulmak. ICV bolus bir dezavantajı, tek bir enjeksiyon olmasıdır. Kadar genel ASO bu rota üzerinden teslim edilebilir ve kullanılan ASO etki süresi kısa ise, demonte / yapıştırma etkileri de kısa ömürlü olacak değil.
Ozmotik pompalar gibi ICV hem de büyük hap Ásos teslim etmek yeteneğine sahip olduğunu olabilir demonte proteinler ya da bütün kemirgen MSS genlerin yapıştırma, çoklu nörolojik ilgili alanlarda geniş uygulama alanı vardır bir teknik değiştirebilir. En iyi s için uygundur uygulama hangi yol emin değilseniz Biz teslimat her iki yöntem pilot öneririzpecific çalışma.
Yazarlar, Isis Pharmaceuticals kendi anti-his oligonükleotidler alır.
Biz Asos ile laboratuar sağlamak için bir bütün olarak ICV bolus cerrahi ile ilgili, hem de Isis İlaç tavsiye sağlamak için Isis Pharmaceuticals Curt Mazer teşekkür etmek istiyorum. Ayrıca, biz bu makaleye için Carey Shaner teşekkür etmek istiyorum. TMM ve SLD NIH Hibe P50AG005681, K08NS074194 ve R01NS078398 tarafından desteklenmektedir.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
PREPARING ALZET OSMOTIC PUMPS | |||
Alzet Osmotic Pump 14 days | DURECT | Model 1002 | |
Alzet Osmotic Pump 28 days | DURECT | Model 2004 | |
Alzet Osmotic Pump 42 days | DURECT | Model 2006 | |
2.5 mm Catheters | PlasticsOne | 3280PM/SPC | Custom ordered to 2.5 mm Catheter Length |
Vinyl Catheter Tubing | DURECT | 7760 | ID: 0.027", OD: 0.045" |
0.9% Sodium Chloride, Irrigation, USP | Baxter | 2F7124 | NOT to be used in pumps or tubing |
0.9% Sodium Chloride, Injection, USP | Hospira | NDC 0409-4888-10 | |
p60 Petri Dish (Sterilized) | TRP | 93060 | |
Surgical Blades (Sterile) | Butler Schein | #007319 | |
Latex Surgical Gloves (Sterile) | Micro-Touch | CatNo will depend on size of the gloves needed | |
Sterile Towel Drape | Dynarex | 4410 | |
.2um Syringe Filters | PALL | 4192 | |
1 ml Syringe (Sterile) | BD | 309625 | |
50 ml Conical Tubes | |||
100% Ethanol | |||
PUMP & BOLUS SURGERY PROTOCOLS | |||
Curved Forceps | Fine Science Tools | 11001-12 | |
Curved Hemostat | Fine Science Tools | 13009-12 | |
Fine Sharp Scissors | Fine Science Tools | 14060-09 | |
Curved Blunt Scissors | Fine Science Tools | 14029-10 | |
Bone Cutter | Fine Science Tools | 16104-14 | |
Straight Hemostat | Fine Science Tools | 12002-12 | |
Syringe | Hamilton | 7653-01 | 10 μl gas-tight with removable needles |
Needles | Hamilton | 7758-04 | 26 gauge, Point Style: 2 |
5-0 Nylon Suture Thread | Covidient | SN-871 | |
Alcohol Pads | Select | #521 | |
Cotton Swabs (sterile) | Puritan | REF 806-WC | |
Super Glue | Loctite | Longneck Bottles | |
CAUTION: FastGreen Dye | Sigma | F7252-5G | Wear Eyeshields and Gloves when handling this product |
Antibiotic Cream | |||
Eye Ointment | |||
Electric Shaver | |||
70% Ethanol | |||
10% Provadone Iodine | |||
3% Hydogen Peroxide | |||
Warming Pad | |||
Bead Sterilizer | SouthPointe Surgical | GRM5-1450 | |
Small Animal Stereotaxic | Kopf | Model 940 | |
Nose Cone | Kopf | Model 923-B | |
Ear Bars | Kopf | Model 921 | This model is optional |
Cannula Driver | Kopf | Model 1966 | |
Syringe Holder | Kopf | Model 1972 | |
Temperature Control System | Kopf | Model TCAT-2LV | Optional |
Oxygen/Isoflurane System |
Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi
Izin talebiThis article has been published
Video Coming Soon
JoVE Hakkında
Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır