Name: rat model of blood-brain barrier disruption to allow targeted neurovascular therapeutics
Uploaded: 2012-11-30T12:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Rat Model of Blood-brain Barrier Disruption to Allow Targeted Neurovascular Therapeutics at JoVE.com

Detta arbete stöddes av JB Marshall Foundation.

1. Förbered Djur och utrustning för förfarande <ol><li> Innan operation, förbereda operationsområdet och djuret. Gör halspulsådern katetern genom att sätta en 23-gauge trubbig nål in i en ände av 12 &quot;av PE50 rör. Skär en ca 45 ° avfasning i den motsatta änden av katetern. Sterilisera utrustningen före ingreppet. Bär en hår motorhuv, kirurgisk mask och sterila handskar. </li><li> Placera en värmedyna på den yta där operationen ska utföras. Aktivera den och låt den bli varm. Täck området med...

<ol>
	<li>Abbott, N. J., Patabendige, A. A. K., Dolman, D. E. M., Yusof, S. R., Begley, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Structure+and+function+of+the+blood-brain+barrier.">Structure and function of the blood-brain barrier.</a> Neurobiology of disease. 37, 13-25 (2010).</li><li>Smith, Q. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Blood-Brain+Barrier.">The Blood-Brain Barrier.</a> 89, 193-208 (2003).</li><li>Kroll, R. A., Neuwelt, E. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Outwitting+the+blood-brain+barrier+for+therapeutic+purposes:+osmotic+opening+and+other+means.">Outwitting the blood-brain barrier for therapeutic purposes: osmotic opening and other means.</a> Neurosurgery. 42, 1083 (1998).</li><li>Kroll, R. A., Pagel, M. A., Muldoon, L. L., Roman-Goldstein, S., Neuwelt, E. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Increasing+volume+of+distribution+to+the+brain+with+interstitial+infusion:+dose,+rather+than+convection,+might+be+the+most+important+factor.">Increasing volume of distribution to the brain with interstitial infusion: dose, rather than convection, might be the most important factor.</a> Neurosurgery. 38, 746-754 (1996).</li><li>Butt, A. M., Jones, H. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+histamine+and+antagonists+on+electrical+resistance+across+the+blood-brain+barrier+in+rat+brain-surface+microvessels.">Effect of histamine and antagonists on electrical resistance across the blood-brain barrier in rat brain-surface microvessels.</a> Brain research. 569, 100-105 (1992).</li><li>Inamura, T., Black, K. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bradykinin+selectively+opens+blood-tumor+barrier+in+experimental+brain+tumors.">Bradykinin selectively opens blood-tumor barrier in experimental brain tumors.</a> Journal of Cerebral Blood Flow &amp; Metabolism. 14, 862-870 (1994).</li><li>Matsukado, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enhanced+tumor+uptake+of+carboplatin+and+survival+in+glioma-bearing+rats+by+intracarotid+infusion+of+bradykinin+analog,+RMP-7.">Enhanced tumor uptake of carboplatin and survival in glioma-bearing rats by intracarotid infusion of bradykinin analog, RMP-7.</a> Neurosurgery. 39, 125 (1996).</li><li>Kroll, R. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Improving+drug+delivery+to+intracerebral+tumor+and+surrounding+brain+in+a+rodent+model:+a+comparison+of+osmotic+versus+bradykinin+modification+of+the+blood-brain+and/or+blood-tumor+barriers.">Improving drug delivery to intracerebral tumor and surrounding brain in a rodent model: a comparison of osmotic versus bradykinin modification of the blood-brain and/or blood-tumor barriers.</a> Neurosurgery. 43, 879 (1998).</li><li>Kinoshita, M., McDannold, N., Jolesz, F. A., Hynynen, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Noninvasive+localized+delivery+of+Herceptin+to+the+mouse+brain+by+MRI-guided+focused+ultrasound-induced+blood-brain+barrier+disruption.">Noninvasive localized delivery of Herceptin to the mouse brain by MRI-guided focused ultrasound-induced blood-brain barrier disruption.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 103, 11719-11723 (2006).</li><li>Neuwelt, E. A., Dahlborg, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chemotherapy+administered+in+conjunction+with+osmotic+blood-brain+barrier+modification+in+patients+with+brain+metastases.">Chemotherapy administered in conjunction with osmotic blood-brain barrier modification in patients with brain metastases.</a> Journal of neuro-oncology. 4, 195-207 (1987).</li><li>Doolittle, N. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Safety+and+efficacy+of+a+multicenter+study+using+intraarterial+chemotherapy+in+conjunction+with+osmotic+opening+of+the+blood-brain+barrier+for+the+treatment+of+patients+with+malignant+brain+tumors.">Safety and efficacy of a multicenter study using intraarterial chemotherapy in conjunction with osmotic opening of the blood-brain barrier for the treatment of patients with malignant brain tumors.</a> Cancer. 88, 637-647 (2000).</li><li>Guillaume, D. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intra-arterial+chemotherapy+with+osmotic+blood-brain+barrier+disruption+for+aggressive+oligodendroglial+tumors:+results+of+a+phase+I+study.">Intra-arterial chemotherapy with osmotic blood-brain barrier disruption for aggressive oligodendroglial tumors: results of a phase I study.</a> Neurosurgery. 66, 48 (2010).</li><li>Remsen, L. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+influence+of+anesthetic+choice,+PaCO2,+and+other+factors+on+osmotic+blood-brain+barrier+disruption+in+rats+with+brain+tumor+xenografts.">The influence of anesthetic choice, PaCO2, and other factors on osmotic blood-brain barrier disruption in rats with brain tumor xenografts.</a> Anesthesia &amp; Analgesia. 88, 559-559 (1999).</li><li>Nilaver, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Delivery+of+herpesvirus+and+adenovirus+to+nude+rat+intracerebral+tumors+after+osmotic+blood-brain+barrier+disruption.">Delivery of herpesvirus and adenovirus to nude rat intracerebral tumors after osmotic blood-brain barrier disruption.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 92, 9829 (1995).</li><li>Fortin, D., McCormick, C. I., Remsen, L. G., Nixon, R., Neuwelt, E. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Unexpected+neurotoxicity+of+etoposide+phosphate+administered+in+combination+with+other+chemotherapeutic+agents+after+blood-brain+barrier+modification+to+enhance+delivery,+using+propofol+for+general+anesthesia,+in+a+rat+model.">Unexpected neurotoxicity of etoposide phosphate administered in combination with other chemotherapeutic agents after blood-brain barrier modification to enhance delivery, using propofol for general anesthesia, in a rat model.</a> Neurosurgery. 47, 199 (2000).</li><li>Neuwelt, E. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Primary+CNS+lymphoma+treated+with+osmotic+blood-brain+barrier+disruption:+prolonged+survival+and+preservation+of+cognitive+function.">Primary CNS lymphoma treated with osmotic blood-brain barrier disruption: prolonged survival and preservation of cognitive function.</a> Journal of clinical oncology. 9, 1580 (1991).</li><li>Remsen, L. G., Trail, P. A., Hellstr&#246;m, I., Hellstr&#246;m, K. E., Neuwelt, E. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enhanced+delivery+improves+the+efficacy+of+a+tumor-specific+doxorubicin+immunoconjugate+in+a+human+brain+tumor+xenograft+model.">Enhanced delivery improves the efficacy of a tumor-specific doxorubicin immunoconjugate in a human brain tumor xenograft model.</a> Neurosurgery. 46, 704 (2000).</li><li>Neuwelt, E. A., Pagel, M. A., Kraemer, D. F., Peterson, D. R., Muldoon, L. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bone+marrow+chemoprotection+without+compromise+of+chemotherapy+efficacy+in+a+rat+brain+tumor+model.">Bone marrow chemoprotection without compromise of chemotherapy efficacy in a rat brain tumor model.</a> Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics. 309, 594-599 (2004).</li></ol>

Det finns några sätt att maximera effekten av BBBD. Det är viktigt att minimera blödning under cut-down fas. Blodtryck och hjärtfrekvens kan påverkas av betydande blödning och dessa faktorer är kända för att påverka graden av BBBD 13. Blödning kan minskas genom att använda suturer att ligera stora fartyg, som överlägsna sköldkörteln och occipital artärer, som måste delas upp. Dessutom kan diatermi kan användas för att dela fartyg och dissekera områden som har en rik blodtillförsel. Det ...

<table border="1"><tbody><tr><td> Materialnamn </td><td> Företag </td><td> Katalognummer </td><td> Kommentar </td></tr><tr><td> Long Evans råttan </td><td> Harlan Laboratories </td><td></td><td> 210-250 g, hane </td></tr><tr><td> PE 50 slang </td><td> Beckton-Dickinson </td><td></td><td></td></tr><tr><td> 18 gauge x 2,5 &quot;IV-kateter </td><td> TERUMO </td><td></td><td> För ET rör </td></tr><tr><td> 30 &quot;IV förlängning sätter </td><td> Abbott </td><td></td><td></td></tr><tr><td> 26 gauge veterinärmedicinska IV-kateter </td><td> Monoject </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Evans blå färgämne </td><td> Sigma </td><td> E2129 </td><td></td></tr><tr><td> Bipolär </td><td> Codman </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Filter, 5 | im </td><td> Braun </td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

rat model of blood-brain barrier disruption to allow targeted neurovascular therapeutics

Endotelceller med tight junctions tillsammans med basalmembranet och astrocyt fötter end surround cerebrala blodkärl för att bilda blod-hjärnbarriären 1. Barriären utesluter selektivt molekyler från att passera mellan blodet och hjärnan baserat på deras storlek och laddning. Denna funktion kan hindra leverans av terapeutika för neurologiska sjukdomar. Ett antal kemoterapeutiska läkemedel, till exempel, inte kommer att effektivt passera blod-hjärnbarriären för att nå tumörceller 2. Sålunda, förbättrar avgivningen av läkemedel genom blod-hjärnbarriären är ett område av intresse. De vanligaste metoderna för att förbättra tillförsel av läkemedel till hjärnan är direkt cerebralt infusion och blod-hjärnbarriären störningar 3. Direkta intracerebral infusion garanterar att terapier nå hjärnan, men har denna metod en begränsad förmåga att dispergera läkemedlet 4. Blod-hjärnbarriären störningar (BBBD) aldalar droger för att flöda direkt från cirkulationssystemet in i hjärnan och därmed mer effektivt nå dispergerade tumörceller. Tre metoder för barriär störningar inkluderar osmotiska barriär störningar, farmakologisk barriär störningar, och fokuserade ultraljud med mikrobubblor. Osmotiskt störningar uppfunnen av Neuwelt, använder en hyperton lösning med 25% mannitol som torkar cellerna i blod-hjärnbarriären vilket får dem att krympa och störa deras tight junctions. Barriär störningar kan också åstadkommas med farmakologiskt vasoaktiva föreningar, såsom histamin 5 och bradykinin 6. Denna metod är emellertid selektiv främst för hjärnan-tumör barriären 7. Dessutom var RMP-7, en analog av peptiden bradykinin, befanns vara underlägsen jämfört head-to-head med osmotisk BBBD med 25% mannitol 8. En annan metod, fokuserat ultraljud (FUS) i kombination med mikrobubblor ultraljudskontrastmedel, har också visatsatt reversibelt öppna blod-hjärnbarriären 9. I jämförelse med FUS, men har 25% mannitol en längre historia av säkerhet hos människor som gör det ett beprövat verktyg för translationell forskning 10-12. För att åstadkomma BBBD måste mannitol avges vid en hög hastighet direkt in i hjärnans arteriella cirkulationen. Hos människa är en endovaskulär kateter leds till hjärnan där snabb, direkt flöde kan åstadkommas. Detta protokoll modeller människa BBBD så nära som möjligt. Efter en cut-down till bifurkationen av den gemensamma halsartären, en kateter retrograd i ECA och används för att leverera mannitol direkt in i den inre halsartären (ICA) cirkulation. Propofol och N 2 O anestesi används för sin förmåga att maximera effektiviteten hos barriären störningar 13. Om avrättades rätt har detta förfarande möjlighet att säkert, effektivt och reversibelt öppna blod-hjärnbarriären och förbättrae leverans av läkemedel som inte normalt når hjärnan 8,13,14.

<img alt="Figur 1" src="/files/ftp_upload/50019/50019fig1.jpg" /> Figur 1. Visualisering blod-hjärnbarriären störningar via Evans blå färgämne extravasation. Evans blått färgämne är ett pigment som binder till albumin och inte extravasation in i hjärnan under fysiologiska betingelser. Störning av blod-hjärnbarriären på ena sidan av hjärnan kan Evans blått för att komma in och färga den sönderdelade hemisfären blå medan den icke-störd hemi...

Watch this Scientific Journal Video about Rat Model of Blood-brain Barrier Disruption to Allow Targeted Neurovascular Therapeutics at JoVE.com

Rat Model of Blood-brain Barrier Disruption to Allow Targeted Neurovascular Therapeutics

Blod-hjärnbarriären störningar underlättar avgivning av vissa läkemedel till hjärnan. Mannitol levererade intraarteriellt krymper celler som omger blodkärl för att fysiskt störa barriären.

Råttmodell av blod-hjärnbarriären avbrott Tillåt riktade Neurovaskulär Therapeutics

Endothelial cells with tight junctions along with the basement membrane and astrocyte end feet surround cerebral blood vessels to form the blood-brain ...

Research

JoVE Journal

Medicine

MRI-guided Disruption of the Blood-brain Barrier using Transcranial Focused Ultrasound in a Rat Model

MR-guidad Rubbning av blod-hjärnbarriären med hjälp Transkraniell fokuserat ultraljud i en råttmodell

Focused ultrasound (FUS) disruption of the blood-brain barrier (BBB) is an increasingly investigated technique for circumventing the BBB1-5. The BBB is a ...

Stretch in Brain Microvascular Endothelial Cells (cEND) as an In Vitro Traumatic Brain Injury Model of the Blood Brain Barrier

Stretch in Brain Microvascular Endothelial Cells cEND as an In Vitro Traumatic Brain Injury Model of the Blood Brain Barrier

Stretch i Brain mikrovaskulära endotelceller (cEND) som en<em&gt; In Vitro</em&gt; Traumatisk hjärnskada Modell av blodhjärnbarriären

Due to the high mortality incident brought about by traumatic brain injury (TBI), methods that would enable one to better understand the underlying ...

Setting-up an In Vitro Model of Rat Blood-brain Barrier (BBB): A Focus on BBB Impermeability and Receptor-mediated Transport

Setting-up an In Vitro Model of Rat Blood-brain Barrier BBB: A Focus on BBB Impermeability and Receptor-mediated Transport

Ställa upp en<em&gt; In Vitro</em&gt; Modell av Rat blod-hjärnbarriären (BBB): Fokus på BBB Impermeabilitet och Receptor-medierad transport

The blood brain barrier (BBB) specifically regulates molecular and cellular flux between the blood and the nervous tissue. Our aim was to develop and ...

Oxygen-Glucose Deprivation and Reoxygenation as an In Vitro Ischemia-Reperfusion Injury Model for Studying Blood-Brain Barrier Dysfunction

Oxygen-Glucose Deprivation and Reoxygenation as an In Vitro Ischemia-Reperfusion Injury Model for Studying Blood-Brain Barrier Dysfunction

Syre Glukos Deprivation och ny syresättning som en<em&gt; In Vitro</em&gt; Ischemi-reperfusion skada modell för att studera blodhjärnbarriären dysfunktion

Ischemia-Reperfusion (IR) injury is known to contribute significantly to the morbidity and mortality associated with ischemic strokes. Ischemic ...

A Rat Carotid Balloon Injury Model to Test Anti-vascular Remodeling Therapeutics

En råtta Carotid ballongskada modell för att testa anti-kärlremodellering Therapeutics

The rat carotid balloon injury is a well-established surgical model that has been used to study arterial remodeling and vascular cell proliferation. It is ...

Retroductal Submandibular Gland Instillation and Localized Fractionated Irradiation in a Rat Model of Salivary Hypofunction

Retroductal Submandibular Gland instillation och Lokaliserad Fraktionerad bestrålning i en råttmodell av saliv hypofunktion

Normal tissues that lie within the portals of radiation are inadvertently damaged. Salivary glands are often injured during head and neck radiotherapy. ...

In Vitro Assays to Assess Blood-brain Barrier Mesh-like Vessel Formation and Disruption

In Vitro Assays to Assess Blood-brain Barrier Mesh-like Vessel Formation and Disruption

In vitro- analyser för att bedöma blod-hjärnbarriären Mesh-liknande fartygsformation och störning

Blood-brain barrier (BBB) coverage plays a central role in the homeostasis of the central nervous system (CNS). The BBB is dynamically maintained by ...

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

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

Förbättrad metod för inrättandet av ett In Vitro blod - hjärnbarriären modell baserat på svin hjärnan endotelceller

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) ...

Isometric Contractility Measurement of the Mouse Mesenteric Artery Using Wire Myography

Isometrisk kontraktilitet mätning av mus mesenterica artär med Wire Myography

The wire myograph technique is used to assess the contractility of vascular smooth muscles in response to depolarization, GPCR agonists/inhibitors and ...

Delivery of Cardioactive Therapeutics in a Porcine Myocardial Infarction Model

Leverans av kardioaktiva läkemedel i en modell för hjärtinfarkt hos svin

Myocardial infarction is one of the leading causes of death and disability worldwide, and there is an urgent need for novel cardioprotective or ...