Name: a novel surgical approach for intratracheal administration of bioactive agents in a fetal mouse model
Uploaded: 2012-10-31T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Novel Surgical Approach for Intratracheal Administration of Bioactive Agents in a Fetal Mouse Model at JoVE.com

MC och AVdP är docs finansierats med bidrag från Institutet för främjande av innovation genom vetenskap och teknik i Flandern (IWT-Vlaanderen). JT har en deltid Clinical Research Fellowship (Koor) från UZ Leuven. DV är doktorand stöds av ett bidrag från KU Leuven, DBOF/10/062. MMDC är doktorand stöds av ett bidrag från Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento (CNPq) och Erasmus Mundus. Forskningen har finansierats av IWT-Vlaanderen, av EG bidraget Dimi (LSHB-CT-2005 till 512.146) och in vivo Molecular Imaging Research Group (IMIR) från KU Leuven. Vi vill erkänna UPenn vektor Kärna grundades av James M. Wilson för deras vänliga gåva AAV6.2 förpackningar plasmiden för rAAV vektor produktion.

1. Parning av möss för att erhålla önskad graviditet Stage Tid mate gravida NMRI möss så att de är 18 dagar (E18) gravid (total dräktighet E19.5) vid tidpunkten för operation. Före och efter operation som de är inrymda i filtertoppen burar vid normal rumstemperatur och normalt dagsljus med fri tillgång till vatten och foder. 2. Fostrets Intratrakeal (IT) Injektion (figur 1) <ol><li> Först lämna gravida NMRI musen för generell anestesi med 1,5% isof...

<ol>
	<li>Willson, D. F., Notter, R. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+future+of+exogenous+surfactant+therapy.">The future of exogenous surfactant therapy.</a> Respir. Care. 56, 1369-1388 (2011).</li><li>Abdel-Latif, M. E., Osborn, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intratracheal+Clara+cell+secretory+protein+(CCSP)+administration+in+preterm+infants+with+or+at+risk+of+respiratory+distress+syndrome.">Intratracheal Clara cell secretory protein (CCSP) administration in preterm infants with or at risk of respiratory distress syndrome.</a> Cochrane Database Syst. Rev. CD008308, (2011).</li><li>Thebaud, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vascular+endothelial+growth+factor+gene+therapy+increases+survival,+promotes+lung+angiogenesis,+and+prevents+alveolar+damage+in+hyperoxia-induced+lung+injury:+evidence+that+angiogenesis+participates+in+alveolarization.">Vascular endothelial growth factor gene therapy increases survival, promotes lung angiogenesis, and prevents alveolar damage in hyperoxia-induced lung injury: evidence that angiogenesis participates in alveolarization.</a> Circulation. 112, 2477-2486 (2005).</li><li>Griesenbach, U., Alton, E. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gene+transfer+to+the+lung:+lessons+learned+from+more+than+2+decades+of+CF+gene+therapy.">Gene transfer to the lung: lessons learned from more than 2 decades of CF gene therapy.</a> Adv. Drug Deliv. Rev. 61, 128-139 (2009).</li><li>Aneja, M. K., Rudolph, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gene+therapy+of+surfactant+protein+B+deficiency.">Gene therapy of surfactant protein B deficiency.</a> Curr. Opin. Mol. Ther. 8, 432-438 (2006).</li><li>Flotte, T. R., Mueller, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gene+therapy+for+alpha-1+antitrypsin+deficiency.">Gene therapy for alpha-1 antitrypsin deficiency.</a> Hum. Mol. Genet. 20, R87-R92 (2011).</li><li>Roybal, J. L., Santore, M. T., Flake, A. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stem+cell+and+genetic+therapies+for+the+fetus.">Stem cell and genetic therapies for the fetus.</a> Semin Fetal Neonatal Med. 15, 46-51 (2010).</li><li>Peebles, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Widespread+and+efficient+marker+gene+expression+in+the+airway+epithelia+of+fetal+sheep+after+minimally+invasive+tracheal+application+of+recombinant+adenovirus+in+utero.">Widespread and efficient marker gene expression in the airway epithelia of fetal sheep after minimally invasive tracheal application of recombinant adenovirus in utero.</a> Gene Ther. 11, 70-708 (2004).</li><li>Deprest, J., Gratacos, E., Nicolaides, K. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fetoscopic+tracheal+occlusion+(FETO)+for+severe+congenital+diaphragmatic+hernia:+evolution+of+a+technique+and+preliminary+results.">Fetoscopic tracheal occlusion (FETO) for severe congenital diaphragmatic hernia: evolution of a technique and preliminary results.</a> Ultrasound Obstet. Gynecol. 24, 121-126 (2004).</li><li>Buckley, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intra-amniotic+delivery+of+CFTR-expressing+adenovirus+does+not+reverse+cystic+fibrosis+phenotype+in+inbred+CFTR-knockout+mice.">Intra-amniotic delivery of CFTR-expressing adenovirus does not reverse cystic fibrosis phenotype in inbred CFTR-knockout mice.</a> Mol. Ther. 16, 819-824 (2008).</li><li>Davies, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adenovirus-mediated+in+utero+expression+of+CFTR+does+not+improve+survival+of+CFTR+knockout+mice.">Adenovirus-mediated in utero expression of CFTR does not improve survival of CFTR knockout mice.</a> Mol. Ther. 16, 812-818 (2008).</li><li>Mitchell, M., Jerebtsova, M., Batshaw, M. L., Newman, K., Ye, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Long-term+gene+transfer+to+mouse+fetuses+with+recombinant+adenovirus+and+adeno-associated+virus+(AAV)+vectors.">Long-term gene transfer to mouse fetuses with recombinant adenovirus and adeno-associated virus (AAV) vectors.</a> Gene Ther. 7, 1986-1992 (2000).</li><li>Henriques-Coelho, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Targeted+gene+transfer+to+fetal+rat+lung+interstitium+by+ultrasound-guided+intrapulmonary+injection.">Targeted gene transfer to fetal rat lung interstitium by ultrasound-guided intrapulmonary injection.</a> Mol. Ther. 15, 340-347 (2007).</li><li>Toelen, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fetal+gene+transfer+with+lentiviral+vectors:+long-term+in+vivo+follow-up+evaluation+in+a+rat+model.">Fetal gene transfer with lentiviral vectors: long-term in vivo follow-up evaluation in a rat model.</a> Am J Obstet Gynecol. 196, e1-e6 (2007).</li><li>Waddington, S. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Long-term+transgene+expression+by+administration+of+a+lentivirus-based+vector+to+the+fetal+circulation+of+immuno-competent+mice.">Long-term transgene expression by administration of a lentivirus-based vector to the fetal circulation of immuno-competent mice.</a> Gene Ther. 10, 1234-1240 (2003).</li><li>Waddington, S. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Permanent+phenotypic+correction+of+hemophilia+B+in+immunocompetent+mice+by+prenatal+gene+therapy.">Permanent phenotypic correction of hemophilia B in immunocompetent mice by prenatal gene therapy.</a> Blood. 104, 2714-2721 (2004).</li><li>Senoo, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adenovirus-mediated+in+utero+gene+transfer+in+mice+and+guinea+pigs:+tissue+distribution+of+recombinant+adenovirus+determined+by+quantitative+TaqMan-polymerase+chain+reaction+assay.">Adenovirus-mediated in utero gene transfer in mice and guinea pigs: tissue distribution of recombinant adenovirus determined by quantitative TaqMan-polymerase chain reaction assay.</a> Mol. Genet. Metab. 69, 269-276 (2000).</li><li>Carlon, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Efficient+gene+transfer+into+the+mouse+lung+by+fetal+intratracheal+injection+of+rAAV2/6.2.">Efficient gene transfer into the mouse lung by fetal intratracheal injection of rAAV2/6.2.</a> Mol. Ther. 18, 2130-2138 (2010).</li><li>Schmiedl, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lipopolysaccharide-induced+injury+is+more+pronounced+in+fetal+transgenic+ErbB4-deleted+lungs.">Lipopolysaccharide-induced injury is more pronounced in fetal transgenic ErbB4-deleted lungs.</a> Am. J. Physiol. Lung Cell Mol Physiol. 301, L490-L499 (2011).</li><li>Buckley, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Factors+influencing+adenovirus-mediated+airway+transduction+in+fetal+mice.">Factors influencing adenovirus-mediated airway transduction in fetal mice.</a> Mol. Ther. 12, 484-492 (2005).</li></ol>

Kritiska steg <ul><li> Det musstam vi valde att arbeta med är NMRI möss eftersom de har en riklig antal ungar (genomsnittlig kullstorlek 14,4 ± 1,8, egna uppgifter), tål interventioner väl och har goda mödrar egenskaper. </li><li> Placering väskan strängen genom livmoderväggen och fosterhinnorna är ett kritiskt steg som du bara vill exponera fostrets huvud och inte axlarna, annars omplacering är nästan omöjligt utan att orsaka skada. </li><li> En optimal position av fostrets huvud sträckte bakåt är väs...

<table border="1"><tbody><tr><td> Namnet av reagenset </td><td> Företag </td><td> Katalognummer </td><td> Kommentarer (tillval) </td></tr><tr><td> NMRI-möss </td><td> Janvier, Le Genest St Isle, Frankrike </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Isofluran </td><td> Isoba, Intervet / Schering-Plough Animal Health, Milton Keynes, UK </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Prolene 6-0 </td><td> Ethicon, Groot Bijgaarden, Belgien </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Vicryl 5-0 </td><td> Ethicon, Groot Bijgaarden, Belgien </td><td></td><td></td></tr><tr><td> 50 ul Hamilton glasspruta, modell 1710,5 TLLX SYR </td><td> Hamilton, Reno, NV, USA </td><td> 5495-20 </td><td></td></tr><tr><td> 30G vass nål </td><td> Hamilton, Reno, NV, USA </td><td> 7762-03 </td><td></td></tr><tr><td> 2% xylokain </td><td> AstraZeneca, Zoetermeer, Nederländerna </td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

a novel surgical approach for intratracheal administration of bioactive agents in a fetal mouse model

Prenatal pulmonell leverans av celler, gener eller farmakologiska medel kan ligga till grund för nya terapeutiska strategier för olika genetiska och förvärvade sjukdomar. Förutom medfödda eller nedärvda avvikelser med kravet på en långsiktig uttryck av den levererade genen, flera icke-ärftliga perinatala tillstånd, där kortsiktiga genuttryck eller farmakologisk behandling är tillräcklig för att uppnå terapeutiska effekter, anses som potentiella framtida indikationer för detta typ av tillvägagångssätt. Kandidat sjukdomar för tillämpningen av kortsiktiga prenatal terapi kan vara övergående neonatal brist på tensidprotein B orsakar neonatal respiratorisk 1,2 distress syndrome eller hyperoxisk skador på nyfödda lungan 3. Kandidat sjukdomar för permanent terapeutisk korrigering är cystisk fibros (CF) 4, genetiska varianter av ytaktiva brister 5 och α1-antitrypsinbrist 6. &lt;p class = &quot;jove_content&quot;&gt; I allmänhet är en viktig fördel av prenatal genterapi möjlighet att starta terapeutisk intervention tidigt i utvecklingen, vid eller med innan kliniska manifestationer i patienten, vilket förhindrar irreparabel skada på individen. Dessutom organ hos fostren har en ökad cellproliferation jämfört med vuxna organ, vilket kan ge en mer effektiv gen eller stamceller överföring till fostret. Vidare är i livmodern genleverans utförs när individens immunsystem är inte helt mogen. Därför bör transplantation av heterologa celler eller komplettering av ett icke-funktionellt eller frånvarande protein med en korrekt version orsakar inte immun sensibilisering till cellen, vektor eller transgen produkt, som nyligen har visat sig vara fallet med både cellulära och genetiska terapier 7 . I den aktuella studien undersökte vi möjligheten att direkt rikta fostrets luftstrupen i en mus mOdel. Detta förfarande används i större djurmodeller såsom kaniner och får 8, och även i en klinisk miljö 9, men har hittills inte utförts tidigare i en musmodell. När man studerar möjligheterna av fostrets genterapi för genetiska sjukdomar såsom CF är musmodell mycket användbar som ett första proof-of-concept på grund av den stora tillgången på olika transgena musstammar, väl dokumenterad embryogenes och fosterutveckling, mindre stränga etiska regler, kort dräktigheten och den stora kullstorleken. Olika tillfartsvägar har beskrivits att rikta fostrets gnagare lunga, inklusive inom fostervatten injektion 10-12, (ultraljud-styrda) intrapulmonell injektion 13,14 och intravenös administrering i gulesäcken fartyg 15,16 eller navelsträng ven 17. Vår nya kirurgiskt ingrepp ger forskarna möjlighet att injicera medlet val direkt i fostrets mus luftstrupen som görför en mer effektiv leverans till luftvägarna än befintliga tekniker 18.

Watch this Scientific Journal Video about A Novel Surgical Approach for Intratracheal Administration of Bioactive Agents in a Fetal Mouse Model at JoVE.com

A Novel Surgical Approach for Intratracheal Administration of Bioactive Agents in a Fetal Mouse Model

Vi utvecklade en ny kirurgisk metod för intratrakeal administration av bioaktiva medel i musen fostret. Leveransen rutten är mer effektivt i att rikta de fetala mus lungorna än den vanligtvis använda intra-amniotisk injektion. Detta förfarande har hittills inte beskrivits i en musmodell.

A Novel kirurgisk metod för intratrakeal administrering av bioaktiva ämnen i fosterställning musmodell

Prenatal pulmonary delivery of cells, genes or pharmacologic agents could provide the basis for new therapeutic strategies for a variety of genetic and ...

Research

JoVE Journal

Medicine

Assessing Teratogenic Changes in a Zebrafish Model of Fetal Alcohol Exposure

Bedömning Teratogena Förändringar i ett Zebrafish modell av Fetal Alcohol Exponering

Fetal alcohol syndrome (FAS) is a severe manifestation of embryonic exposure to ethanol. It presents with characteristic defects to the face and organs, ...

A Mouse Tumor Model of Surgical Stress to Explore the Mechanisms of Postoperative Immunosuppression and Evaluate Novel Perioperative Immunotherapies

En Mus tumör Modell av kirurgisk stress att utforska mekanismerna för Postoperativ Immunsuppression och Utvärdera Novel perioperativ immunterapi

Surgical resection is an essential treatment for most cancer patients, but surgery induces dysfunction in the immune system and this has been linked to ...

A Mouse Fetal Skin Model of Scarless Wound Repair

En mus Fetal Skin Modell av scarless sårläkning

Early in utero, but not in postnatal life, cutaneous wounds undergo regeneration and heal without formation of a scar. Scarless fetal wound healing occurs ...

The Mouse Round-window Approach for Ototoxic Agent Delivery: A Rapid and Reliable Technique for Inducing Cochlear Cell Degeneration

Musen Runda fönster metoden för ototoxisk Agent Leverans: En snabb och tillförlitlig teknik för att framkalla Cochlear celldegenerering

Investigators have utilized a wide array of animal models and investigative techniques to study the mammalian auditory system. Much of the basic research ...

A Novel Murine Model of Arteriovenous Fistula Failure: The Surgical Procedure in Detail

A Novel Murina Modell av arteriovenös fistel Fel: det kirurgiska ingreppet i detalj

The arteriovenous fistula (AVF) still suffers from a high number of failures caused by insufficient remodeling and intimal hyperplasia from which the ...

Surgical Approach for Middle Cerebral Artery Occlusion and Reperfusion Induced Stroke in Mice

Kirurgisk metod för Middle Cerebral artärocklusion och reperfusion inducerad Stroke hos möss

Stroke is a leading cause of death worldwide and continues to be one of the major causes of long-term adult disabilities. About 87% of strokes are ...

A Novel Approach for the Administration of Medications and Fluids in Emergency Scenarios and Settings

En ny metod för administration av läkemedel och vätskor i nödsituationer och inställningar

The available routes of administration commonly used for medications and fluids in the acute care setting are generally limited to oral, intravenous, or ...

Use of a Central Venous Line for Fluids, Drugs and Nutrient Administration in a Mouse Model of Critical Illness

Användning av en central venkateter för Fluids, narkotika och näringsförvaltningen i en musmodell av kritisk sjukdom

This protocol describes a centrally catheterized mouse model of prolonged critical illness. We combine the cecal ligation and puncture method to induce ...

Cardiopulmonary Bypass in a Mouse Model: A Novel Approach

Hjärt Bypass i en musmodell: en ny metod

As prolonged cardiopulmonary bypass becomes more essential during cardiac interventions, an increasing clinical demand arises for procedure optimization ...

A Rat Model of Orthotopic Liver Transplantation Using a Novel Magnetic Anastomosis Technique for Suprahepatic Vena Cava Reconstruction

En råtta modell av ortotop levertransplantation med romanen magnetiska anastomos teknik för Suprahepatic Vena Cava återuppbyggnad

The rat model of orthotopic liver transplantation (OLT) is essential for transplant research. It is a very sophisticated animal model and requires a steep ...