Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.
Burada, mikropipet kılavuzluğunda ilaç uygulamasını (MDA), araştırma hayvanını minimum stres ve rahatsızlıkla tedavileri kolayca yutmaya teşvik eden oral gavaja alternatif bir yöntem olarak tanımlıyoruz.
Bir şırıngaya bağlı bir kanül kullanılarak yapılan oral gavaj (OG), araştırma hayvanlarının midesine bileşiklerin hassas dozunu sağlamak için kullanılan en yaygın yöntemlerden biridir. Ne yazık ki, bu yöntem hem operatör hem de araştırma hayvanı için zorluklarla birlikte gelir. Çalışmalar, OG'nin özofajit, yemek borusu perforasyonu ve yanlışlıkla trakeal ilaç uygulaması gibi komplikasyonlara yol açabileceğini göstermiştir. Ek olarak, OG, artmış plazma ve fekal kortikosteron seviyeleri (stres nedeniyle), değişmiş kan basıncı ve artmış kalp atış hızı ile ilişkilidir, bu da çalışma sonuçlarını olumsuz yönde etkileyebilir veya önyargılı olabilir. Mikropipet kılavuzluğunda ilaç uygulaması (MDA) olarak adlandırılan daha önce geliştirilmiş alternatif bir yöntem, hayvanı minimal invaziv bir şekilde tedavileri kolayca tüketmeye teşvik eder. Burada, MDA tekniğinin farklı araçlarda yeniden oluşturulan tedavilerle kullanımına ilişkin örnekler sunuyoruz ve çeşitli tedavilerin birden fazla farklı fare suşuna etkili bir şekilde uygulandığını gösteriyoruz. Ayrıca, MDA'nın ilaç uygulamasının zamanlamasını ve invazivliğini azaltan ve çekirdek bağırsak mikrobiyal türlerinin kantitatif analizi ile değerlendirildiği gibi bağırsak mikrobiyom bileşimini etkilemeyen bir teknik olduğunu gösteriyoruz. Genel olarak, MDA, OG'ye daha az stresli ve etkili bir alternatif sunabilir.
Kemirgen modellerine ilaç uygulaması yaygın olarak, çözeltiyi içeren bir şırıngaya bağlı bir kanül kullanılarak doğrudan mideye sıvı bir preparatın uygulanmasından oluşan oral gavaj (OG) yoluyla gerçekleştirilir. Bu teknik, tedavinin hayvana tutarlı ve kesin bir şekilde dozlanmasına neden olur, ancak aynı zamanda birçok dezavantaj da taşır. OG, insan diyeti maruziyetlerini yeterince modellemediği için incelenmiştir 1,2. Ayrıca, OG, üst sindirim sisteminde kasıtsız yaralanmalar (yemek borusu ve mide delinmesi), uygulanan tedavinin aspirasyonu ve solunum yolu lezyonları riskini artırır3. OG ayrıca rahatsızlık4, artmış kan basıncı ve kalp atış hızı5, ayrıca stres 6,7 ve bazen de hayvan tarafından gavaj toleransının azalması nedeniyle ölüm8 ile ilişkilidir. Bu fizyolojik değişiklikler deneysel sonuçlara müdahale edebilir veya karıştırabilir; Bu nedenle, bu yan etkilerden kaçınmak için yeni prosedürler araştırılmıştır. Çalışmalar, jelatinin bir ilaç aracıolarak kullanılması 9, ağızdan çözünen şeritler (ODS)10, sükroz kaplı gavaj iğneleri11, esnek besleme tüpleri, buğday kurabiyeleri12, bal13 ve fıstık ezmesi peletleri14 gibi OG'ye alternatif prosedürler kullanmıştır. Ne yazık ki, OG tekniğinde yapılan bu modifikasyonlarda, suda çözünmeyen ilaçlarla uyumsuzluk, tedavi için daha uzun hazırlık süresi15, ilaç lezzeti ve stabilitesi15 ve hayvanın gıdaya aşina olması dahil olmak üzere sınırlamalar vardır. Ayrıca, hayvanlar ad lib beslediğinde daha az hassas dozlama potansiyeli vardır.
Scarborough ve ark.7 daha önce farelerde mikropipet kılavuzluğunda ilaç uygulaması (MDA) olarak adlandırdıkları alternatif bir oral tedavi yöntemi geliştirdiler. Bu uygulama yöntemi, farmakolojik maddeler için bir araç olarak tatlandırılmış yoğunlaştırılmış bir süt çözeltisine dayanır ve çalışma hayvanlarını, çözeltiyi tek kanallı bir pipet ve pipet ucu ile dağıtarak hazırlanan aracı ve/veya ilaç çözeltilerini kolayca tüketmeye motive eder. Bu tekniği uygulamak için, kemirgenler, işlem sürelerini kısaltmak ve çalışma hayvanının pipet ucundan4 içmeye aşina olmasını sağlamak için bir eğitim seansına (en az 2 gün) tabi tutulur. Scarborough ve ark.7 ve Schalbetter ve ark.16 tarafından yapılan ilk doğrulama çalışmaları, MDA prosedürünün geleneksel oral gavaj yöntemlerine göre uygulanması kolay, uygun maliyetli, minimal invaziv ve hayvanlar için daha az stresli olduğunu göstermektedir. Scarborough ve ark. nörogelişimsel bozukluklarınmaternal immün aktivasyonunun (MIA) bir fare modelinde MDA tekniğinin kullanımını tanıttı 7. Bu çalışma, MDA kullanılarak antipsikotik ilaç risperidon ile tedavi edilen farelerin farmakokinetik profillerinin OG kullanımı ile karşılaştırılabilir olduğunu göstermiştir. Ayrıca, MDA, farelerde kortikosteron (bir stres hormonu) seviyelerinde bir artışa neden olmadı ve MDA tekniği kullanılarak risperidon ile kronik tedavi, MIA'nın neden olduğu sosyal etkileşim eksikliklerinde ve amfetamin aşırı duyarlılığında doza bağlı bir azalmaya yol açtı7. Ek çalışmalar, hem fare17 hem de sıçan18 modellerinde MDA'nın OG'ye karşı etkinliğini araştırmıştır. MDA ayrıca intraperitoneal enjeksiyon ile karşılaştırılmıştır ve farelere klozapin-N-oksitverilmesinde etkili olduğu gösterilmiştir 16. MDA'nın hayvan stresini ve terapötik etkinliği azaltmadaki bildirilen başarısı nedeniyle, şimdi ek murin modelleri kullanarak MDA tekniğini etkili bir ilaç verme yöntemi olarak daha fazla araştırmayı amaçlıyoruz. Burada, bağışıklığı yetkinliğe sahip FVB/NJ ve C57BL/6J suşları ve bağışıklığı baskılanmış NOD.Cg-Prkdcscid Il2rgtm1Wjl/SzJ (NSG) suşu dahil olmak üzere farklı fare suşlarını canlı bakteriler, suda çözünmeyen çözeltilerde (mısır yağı) verilen deneysel bileşikler ve araç kontrolleri dahil olmak üzere farklı oral tedavilerle tedavi etmek için MDA yönteminin uygulanmasını açıklıyoruz. Serum ve dışkıdaki farklı tedavilerin aktivitesini ve varlığını değerlendirdik ve MDA yöntemiyle ilişkili olarak çekirdek bağırsak mikrobiyotasındaki değişiklikleri değerlendirdik.
Tüm hayvan çalışmaları, kurumsal yönergelere uygun olarak ve Johns Hopkins Üniversitesi Kurumsal Hayvan Bakımı ve Kullanımı Komitesi (IACUC) onaylı M021M197 ve M023M195 protokolleri kapsamında gerçekleştirilmiştir. Kullanılan fare suşları (erkek fareler, 7 haftalık) Malzeme Tablosunda açıklanmıştır. Erkek farelerin kullanımı, devam eden prostat kanseri çalışmalarında kullanılmalarından kaynaklanıyordu. MDA yönteminin daha önce dişi farelerde de etkili olduğu gösterilmiştir 7,17. Fareler kendi kafeslerine / tedavi gruplarına randomize edildi. Fareler kafeslerde ve belirli bir sırayla tedavi edildi. Tedavileri uygulayan deneyci, tedavi grubuna kör edildi. Bir fareye atanan numara, fareye tedavi edilme sırasına değil, kimliklerine atıfta bulundu. Veriler, çalışmanın zaman çizelgesi boyunca toplandı ve herhangi bir önyargıyı önlemek için sonunda analiz edildi. Deneysel tahliller, tüm veriler toplanana kadar tedavi grubuna kör edildi.
NOT: Bu protokol Scarborough ve ark.7'den değiştirilmiştir.
1. Tedavilerin hazırlanması
2. MDA eğitim oturumu
NOT: Bu bölümde fare modelleri açıklanmaktadır; bununla birlikte, MDA tekniği, daha büyük kemirgen modelleri için daha büyük hacimler/pipet uçları ile gerektiği gibi ölçeklendirilebilir.
3. MDA yöntemini kullanarak fare tedavileri
4. Doğrulama deneyi #1 - MDA kullanarak bağırsak bakterilerinin farelere oral yoldan verilmesi
NOT: Bu bölüm, farelerde bağırsak kolonizasyon çalışmaları için canlı bakterileri ağızdan vermek için MDA yönteminin kullanımını açıklar. Bu temsili pilot deneyde, gram pozitif bakteri Clostridium scindens C57BL / 6J farelerine verilir. Fareler, MDA ile bakteri aşılamasından önce içme suyunda art arda iki gün boyunca antibiyotiklerle (sefoxitin) tedavi edildi.
5. Doğrulama deneyi #2 - MDA kullanarak farelere deneysel ilaç verilmesi
NOT: Bu bölüm, farelere deneysel bir bileşik vermek için MDA yönteminin kullanımını açıklar. Bu temsili pilot deneyde, soya metaboliti equol (S-equol) NSG ve FVB / NJ farelerine verilir.
6. MDA tedavisinin çekirdek bağırsak mikrobiyotası üzerindeki etkisinin ölçülmesi
NOT: Bu bölüm, MDA tedavisinden sonra çekirdek bağırsak mikrobiyota düzeylerini ölçmek için qPCR kullanımını açıklamaktadır.
MDA, fare modellerinde bakteri suşlarının oral yoldan verilmesinde kullanılabilir. C57BL / 6J fareleri, MDA eğitim seansına başlamadan önce kommensal mikrobiyal toplulukları temizlemek için 2 gün boyunca antibiyotiklerle (içme suyunda sefoxitin) tedavi edildi. Şekerli yoğunlaştırılmış süt / su çözeltisi, tedavi uygulamasından önce 3 gün boyunca günde bir kez ardışık olarak uygulandı. Fareler, MDA tedavisi uygulaması sırasında hafif bir t?...
OG, daha önce birden fazla çalışmadadeğerlendirildiği gibi kafa karıştırıcı bir değişken oluşturabilen araştırma hayvanlarında önemli bir stres kaynağı olabilir 7,9,11,12,13,14,15,23. OG'nin invazivliği...
Hiç kimse.
Savunma Bakanlığı Prostat Kanseri Araştırma Programı Ödülü W81XWH-20-1-0274 ve Prostat Kanseri Vakfı Yarışma Ödülü 16CHAL13'ten araştırma desteğini kabul etmek isteriz. Johns Hopkins'teki Analitik Farmakoloji Ortak Kaynağı'ndan Dr. Michelle Rudek, Dr. Noushin Rastkari, Dr. Nicole Anders ve Linping Xu'ya equol LC/MS/MS ile ilgili yardımları için teşekkür eder ve teşekkür ederiz.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
200 µL pipette tips | Mettler Toledo | 17005860 | |
AB SCIEX Triple QTRAP 5500 mass-spectrometric detector | Sciex | N/A | |
Akkermansia muciniphila strain muc genomic DNA | American Type Culture Collection | BAA-835D-5 | |
Ammonium acetate | Sigma–Aldrich | 5.43834 | |
C57BL/6J mice | Jackson Laboratories | Strain# 000664 | |
C. scindens strain 35704 | American Type Culture Collection | 35704 | |
Cefoxitin | Sagent | NDC25021-109-10 | |
Corn oil | MedChemExpress | HY-Y1888 | |
DMSO | Sigma-Aldrich | D2650 | |
ethanol | Fisher Scientific | AC611050040 | |
Formic acid | Sigma–Aldrich | 5.33002 | |
FVB/NJ mice | Jackson Laboratories | Strain# 001800 | |
Glycerol | Sigma–Aldrich | G5516 | |
Hexane | Fisher Scientific | 02-002-996 | |
LC-MS grade water | Fisher Scientific | 14-650-357 | |
Methanol | Fisher Scientific | 02-003-340 | |
Microtainer serum separator tube | Becton Dickinson | 02-675-185 | |
Molecular biology grade water | Corning | 46-000-CI | |
NSG mice | Jackson Laboratories | Strain# 005557 | |
PBS | Corning | 21-031-CV | |
Qubit DNA HS kit | Invitrogen | Q32851 | |
Racemic equol-d4 | Santa Cruz Biotechnology | sc-219827 | |
Reinforced Clostridial agar | Anaerobe Systems | AS-6061 | |
Reinforced Clostridial broth | Anaerobe Systems | AS-606 | |
S-equol | MedChemExpress | HY-100583 | |
S-equol reference standard for LC-MS | Cayman Chemical | 10010173 | |
Single channel pipette | Rainin | 17008652 | |
Streptococcus salivarius genomic DNA | American Type Culture Collection | BAA-1024D-5 | |
Sweetened condensed milk | California Farms | B09TGQ7WV8 | |
VSL#3 | VSL#3 | B07WX1LVHL | |
β-glucuronidase from Helix pomatia | Sigma–Aldrich | G7017 |
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