Name: intubation-mediated intratracheal (imit) instillation: a noninvasive, lung-specific delivery system
Uploaded: 2014-11-17T15:00:00
Duration: 8 min
Description: Watch this Scientific Journal Video about Intubation-mediated Intratracheal IMIT Instillation: A Noninvasive, Lung-specific Delivery System at JoVE.com

The authors are grateful for the support from the Center for Predicative Medicine Animal Models (Carol Vanover, Ashley Biller and Jennifer Kraenzle) and Microbiology (Daniel Cramer and Julie Sotsky) Core Facilities. This work was supported by funding from the NIH (HHSN272201000033I to M.B.L and J.M.W.).

OBS: Alla de förfaranden som beskrivs här har granskats och godkänts av University of Louisville Institutional Biosäkerhetskommittén (protokoll # 13-056) och Institutional Animal Care och användning kommittén (protokoll # 13-064). 1. Framställning av färgämne <ol><li> Späd 0,1% (vikt / volym) Coomassie Brilliant Blue i PBS och filtrera sterilisera med användning av ett 0,45 ^ iM sprutfilter. </li></ol> 2. Beredning av Pseudomonas aeruginosa Culture <ol><li> 15 timmar före instillation, ympa 3 ml av buljongkultur med en enda bakteriekoloni. </li><li> Odla kulturen 15 h vid 37 ° C på en skakapparat (200 rpm). </li><li> Centrifug 1 ml kultur i en 1,5 ml mikrofugrör 12.000 xg under 30 sek. </li><li> Ta ut mediet och suspendera pelleten i 1 ml PBS. </li><li> Späd en alikvot av den bakteriella mäldsuspensionen 1:10 i PBS och mätning av OD 600 av den utspädda bakteriesuspensionen för att bestämma denbakteriell koncentration. </li><li> Späd den bakteriella lager suspension i PBS för att den önskade koncentrationen av bakteriellt inokulum, med hjälp av en leveransvolym på 50 ul för IMIT inokulering. </li></ol> 3. IMIT Instillation <ol><li> Placera en grupp möss i isoflurananestesi induktionskammare och söva med hjälp av en 2-3% isofluran / syrgasblandning. </li><li> Vid den inledande starten av sedering, scruff musen, håller musen upprätt och administrera 10 pl av en 2% lidokainlösning genom sondmatning nål på baksidan av halsen och låt lösningen rinna ned till struplocket. Återgå musen till anestesi kammaren. <ol><li> Vänta minst fem minuter för att tillåta lidokain för att få full effekt som en lokalbedövning. </li></ol></li><li> När möss har uppnått önskad grad av sedering (andningshastighet ~ 60 bpm), minska isofluran till 2% för att behålla sedering. </li><li> Förspänning färgämne eller bakterieinokulat i en 250 ul gastätprecisionsspruta passform med en 22 G lång trubbig nål. <ol><li> Först utarbeta 150 | il luft, mätt med Teflon sprutkolven. Nästa upprätta 50 pl ymp genom att flytta fram Teflon kolven från 150 l märket till 200 l märket på sprutkroppen. ANMÄRKNING: När provet har matats ut i en intuberad mus, kommer 50 | il suspension levereras först, följt av en 150 ul luftkudde som kommer att fördela inokulatet i hela lungan. </li></ol></li><li> Ta ut en mus ur induktionskammare och låg på rygg på en intubation plattform. Fäst musen till plattformen genom att haka sina framtänder med en O-ring fäst kardborrband, och säkra kardborreband till plattformen. Höj musen till en 45 ° lutning. </li><li> Med hjälp av en mikro bomull applikator, dra tillbaka tungan med en rullande rörelse, genom att använda den dominerande handen. </li><li> Med den icke-dominanta handen, använda en rörelse otoskop passform med en intubation specula både maintain tunga indragning och visualisera glottis. </li><li> Med den dominanta handen, använd en styrtråd trädd genom en 20 G kateter utföra intubation musen, sitt katetern till en 10 mm djup i musen luftstrupen (kateter är lämpligt med en silikonhylsa med 10 mm exponerad kateter). Ta bort otoskop / spekulativt. </li><li> Kontrollera att musen är korrekt intuberade genom att säkra katetern med den icke-dominanta handen samtidigt korthet fästa en Luer ansluten längd på 1/16 &quot;klar slang som innehåller ett färgämne. OBSERVERA: Färgämnet kommer snabbt migrera fram och tillbaka som svar på andning. </li><li> Fortsätt inte med efterföljande steg, om bekräftelse av intubation inte har fastställts på denna punkt. Om intubation försök till misslyckade, återställ katetern och styrtråd för ytterligare försök till intubation. OBS! Det är inte tillrådligt att försöka mer än två intubations av en mus i en session utan att orsaka skada på musen. </li><li> Fortsätt attfast katetern med den icke-dominanta handen medan precisionsspruta / trubbig nål som innehåller fjädring / luftkudden vätska sätta in. </li><li> Fördela vätskan / luften direkt in i lungan i en enda flytande rörelse och omedelbart ta bort nålen / katetern från musen. </li><li> Återgå musen till en bur och tillåta återhämtning från anestesi. </li></ol> 4. Karakterisering av IMT Delivery <ol><li> Efter IMIT instillation, avliva musen genom CO 2 asfyxi vid en lämplig tidpunkt efter inokulering. </li><li> Säkra euthanized musen på en dissektion styrelse och dra bröstet och buken med 70% EtOH använda en sprutflaska. </li><li> Om utvärdera fördelningen av en avbildande medlet i lungan, ta bort lungorna från djuret med steril teknik och visa lungorna som är lämpligt för avbildning. OBS:. Lungor kan beredas för ytterligare histologiska färgningsteknik genom lämplig fixering eller frysförvaring &lt;/ Li&gt; <li> Om utvärdering av bakteriebördan infekterad lungvävnad, ta bort lungorna från djuret med steril teknik. Placera lungor i en steril, förvägd 1 oz provpåse. Väg och notera vikten av provpåsen + lungor. <ol><li> Tillsätt 1 ml steril 1x PBS till varje prov väska + vävnader. Återförslut provpåse. </li><li> Homogenisera vävnaderna genom att försiktigt rullande en 25 ml serologisk pipett över provpåsen + vävnad. </li><li> Generera serieutspädningar av lunghomogenat i steril PBS och plattan på agarplatta (LB, eller vad som är lämpligt för de bakteriearter som studeras): <ol><li> Genomför en sex gånger seriespädning i en U-botten 96 brunnar med flerkanalspipett sedan plattan triplikatprover från multikanal på agarplatta. </li></ol></li><li> Inkubera agarplattor över natten vid 37 ° C och räkna kolonibildande enheter nästa dag. </li></ol></li></ol>

<ol>
	<li>Reznik, G. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparative+anatomy,+physiology,+and+function+of+the+upper+respiratory+tract.">Comparative anatomy, physiology, and function of the upper respiratory tract.</a> Environ Health Perspect. 85, 171-176 (1990).</li><li>Hoyt, R. F. J., Hawkins, J. V., St. Clair, M. B., Kennet, M. B., Fox, J. 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=Chapter+2.">Chapter 2.</a> The Mouse in Biomedical Research, Volume 2, Second Edition: Diseases (American College of Laboratory Animal Medicine). 2, 23-90 (2007).</li><li>Visweswaraiah, A., Novotny, L. A., Hjemdahl-Monsen, E. J., Bakaletz, L. O., Thanavala, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tracking+the+tissue+distribution+of+marker+dye+following+intranasal+delivery+in+mice+and+chinchillas:+a+multifactorial+analysis+of+parameters+affecting+nasal+retention.">Tracking the tissue distribution of marker dye following intranasal delivery in mice and chinchillas: a multifactorial analysis of parameters affecting nasal retention.</a> Vaccine. 20, 3209-3220 (2002).</li><li>Eyles, J. E., Spiers, I. D., Williamson, E. D., Alpar, H. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tissue+distribution+of+radioactivity+following+intranasal+administration+of+radioactive+microspheres.">Tissue distribution of radioactivity following intranasal administration of radioactive microspheres.</a> J Pharm Pharmacol. 53, 601-607 (2001).</li><li>Southam, D. S., Dolovich, M., O'Byrne, P. M., Inman, M. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Distribution+of+intranasal+instillations+in+mice:+effects+of+volume,+time,+body+position,+and+anesthesia.">Distribution of intranasal instillations in mice: effects of volume, time, body position, and anesthesia.</a> Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 282, 833-839 (2002).</li><li>Miller, M. 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=Visualization+of+murine+intranasal+dosing+efficiency+using+luminescent+Francisella+tularensis:+effect+of+instillation+volume+and+form+of+anesthesia.">Visualization of murine intranasal dosing efficiency using luminescent Francisella tularensis: effect of instillation volume and form of anesthesia.</a> PLoS ONE. 7, (2012).</li><li>Lathem, W. W., Crosby, S. D., Miller, V. L., Goldman, W. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Progression+of+primary+pneumonic+plague:+a+mouse+model+of+infection,+pathology,+and+bacterial+transcriptional+activity.">Progression of primary pneumonic plague: a mouse model of infection, pathology, and bacterial transcriptional activity.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 102, 17786-17791 (2005).</li><li>Warawa, J. M., Long, D., Rosenke, R., Gardner, D., Gherardini, F. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bioluminescent+diagnostic+imaging+to+characterize+altered+respiratory+tract+colonization+by+the+Burkholderia+pseudomallei+capsule+mutant.">Bioluminescent diagnostic imaging to characterize altered respiratory tract colonization by the Burkholderia pseudomallei capsule mutant.</a> Front Microbiol. 2, 133 (2011).</li><li>Gutierrez, M., Pfeffer, T. L., Warawa, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Type+3+Secretion+System+cluster+3+is+a+critical+virulence+determinant+for+lung-specific+melioidosis.">Type 3 Secretion System cluster 3 is a critical virulence determinant for lung-specific melioidosis.</a> Submitted. , (2014).</li><li>Fodah, 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=Correlation+of+Klebsiella+pneumoniae+comparative+genetic+analyses+with+virulence+profiles+in+a+murine+respiratory+disease+model.">Correlation of Klebsiella pneumoniae comparative genetic analyses with virulence profiles in a murine respiratory disease model.</a> PLoS ONE. In revision, (2014).</li><li>Soto-Montenegro, M. L., 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=Assessment+of+airway+distribution+of+transnasal+solutions+in+mice+by+PET/CT+imaging.">Assessment of airway distribution of transnasal solutions in mice by PET/CT imaging.</a> Mol Imaging Biol. 11, 263-268 (2009).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

IMIT instillation ger viktiga förbättringar av befintliga modeller respiratorisk sjukdom i förmågan att reproducerbart ingjuta reagens direkt i lungan. Det är en snabb metod som är idealiskt beläget för ett team av två forskare, varav en hanterar logistiken för anestesi och placering i bur, och den andra som utför IMIT tekniken. Stora studier kan genomföras med hjälp av IMIT med en genomsnittlig tid åtagande på 2-3 minuter per mus. Eftersom tillvägagångssättet använder isofluran som bedövningsmedel, möss återhämta snabbt från anestesi, vilket minskar djurhållning tiden för att övervaka djur genom återvinning. Den mest tekniskt utmanande aspekten av IMIT metoden är det första steget i intuberande möss. Individer lär sig att utföra IMIT har möjlighet att fokusera på det första steget av kateterplacering och se till att intubation har uppnåtts genom visuell bekräftelse av färgämne rörelse. Fördelen med metoden är att lung-specIFIC instilla garanteras genom användning av bekräftelse av intubation, vilket ökar förtroendet för både den nya forskaren samt experten försöker utföra intubation en svår djur. De viktigaste delarna i att optimera sannolikheten för en lyckad intubation är: i) att uppnå en djup sedering för att ge tillräcklig arbetstid, ii) korrekt placering av specula i munnen för att möjliggöra god visualisering av struplocket, iii) bra djup placering av specula så att tungan förblir indraget under hela förfarandet, och iv) användning av tippnings plattform för att stödja forskarens händer så att rättegången äger avslappnad och med en stadig strategi. En av begränsningarna hos IMIT förfarande är relaterad till frekvensen hos IMIT ingivningsmängder händelser. På grund av den potentiella trauma i samband med en missad intubation, är det inte rekommenderat att mer än två intubation försök utföras i en enda session (upp till två bom). IMIThar en utmärkt potential i dess förmåga att användas för att leverera terapeutiska medel in i den murina lungan, kan emellertid terapeutiska kurer som använder sig av mycket frekvent tillförsel av reagens in i lungan inte vara lämplig för IMIT. Det kan vara möjligt att IMIT kan användas dagligen för att leverera reagens till en mus lunga utan att orsaka betydande trauma, men bara när den anordnas av en mycket skicklig forskare, eftersom majoriteten av trauma i samband med intubation tros vara associerad med en missad intubation händelse . Sådana högfrekventa IMIT bör diskuteras med lokala veterinärer och IACUC. En ytterligare potentiell begränsning av IMIT är storleken på musen som är under intuberas. IMIT procedur som beskrivits ovan har utvecklats med användning av möss av cirka 17 till 22 g, där en 20 G kateter befanns vara en lämplig storlek för trakea hos möss i detta storleksintervall. Större katetrar har med framgång använts i äldre möss; den inledande utvecklingen av IMIT made användningen av en 18 G kateter i BALB / c-möss, som är&gt; 20 g. Viktigare, om alternativa kateterstorlekar används, trubbiga nålar skall anskaffas, vilka passar i lumen av katetern och trimmas till en längd som bara sträcker sig 1 mm bortom kateterspetsen. Intubation av möss som är mindre än 17 g kan vara möjliga men rekommenderas inte på grund av den kompetens som krävs, och skulle kräva användning av mindre katetrar och spekulativt än vad som beskrivs ovan. Vi har använt IMIT för leverans av flera respiratoriska patogener förutom P. aeruginosa, inklusive B. pseudomallei 9 och Klebsiella pneumoniae 10. Den IMIT modellen har gjort viktiga framsteg i våra studier av B. pseudomallei respiratorisk sjukdom, efter att ha identifierat att intranasal ympning orsakar en tidig, URT relaterad sjuklighet hos möss snarare än systemisk sjukdom endpoint observerats i mänskliga sjukdomar 9. B. pseudomallei är en Tier 1 select agent biodefense påverkan, och som sådan, luftvägssjukdomsmodeller utvecklas för aerosolexponering vilka modeller som en potentiell biodefense relaterat exponeringsväg vid beväpnad patogener. Eftersom nuvarande modeller aerosol leder till infektion av både URT och LRT, samma potentiella tidig sjuklighet fenotyper vi har identifierat för intranasal modell B. pseudomallei respiratorisk sjukdom kan vända sig till aerosol modellen. En framtida anpassning av IMIT-modellen kan vara en intubation medierad aerosoltillförsel (IMAD), där möss intuberade för mål aerosoltillförsel endast in i lungan. Mekaniska fläktar är för närvarande tillgängliga för att upprätthålla isoflurananestesi, som kan anpassas för att ge en aerosolform, snarare än vätska baserad, patogen utmaning. IMIT utvecklades initialt som ett tillvägagångssätt för att optimera tillhandahållandet av bakterier till lungan, men också har tillämpning för leverans av andra reagenser in i muslunga. Som discussed ovan, intranasal tillförsel av föreningar i möss resulterar i en låg verkningsgrad, mycket varierande leverans av reagens till målorgan i lungan. Intranasal tillförsel av positronemissionstomografi (PET) imaging reagens med den murina lungan gav en 40% leveranseffektiviteten 11, medan vi har visat att IMIT erbjuder ett utmärkt alternativ till andra lungleverans närmar med dess&gt; 98% leverans effekt och multilobar fördelning. Denna förbättring av målinriktad leverans till lungan har potential att öka reproducerbarheten för terapeutisk leverans för behandling av lungsjukdomar. IMIT kunde på samma sätt erbjuda fördelar för studier av: i) konsekvenserna av miljölung irriterande, ii) lungcancer fenotypiska studier, iii) lung-specifik siRNA knock-down.

Möss har använts för att modellera ett flertal sjukdomsmanifestationer mänskliga, inklusive en myriad av sjukdomar i andningsorganen. Surrogatsjukdomsmodeller är ofta oförmögna att rekapitulera alla aspekter av en modellerad sjukdom, oftast på grund av viktiga fysiologiska eller immun skillnader i de två värd modellerna. Således är ett mål att förbättra modellsystem för att utveckla metoder som gör det möjligt surrogat att närmare spegla en sjukdomsprocess eller värd respons som observerades i det ursprungliga värdsystemet. Det finns flera viktiga fysiologiska skillnader mellan möss och människor i den mekanism genom vilken de inspirerar luft. I dessa skillnader är signifikanta ratiometriska skillnader i storlek mellan URT och LRT. Det har uppskattats att möss har&gt; 100 gånger den URT yta i förhållande till människor, normaliserad mot total lungkapacitet 1,2. Således, de nasala näsmusslan på musen möjliggöra mer omfattande filtrering av inandad luft för att underlätta en mycket större hastighet av breathing, som kan ha en betydande inverkan på studier av lunginflammation om infektion i näshålan spelar en betydande roll i sjukdomsförloppet. Flera olika tillvägagångssätt har använts för att ingjuta bakterier i lungorna hos möss för att studera human-liknande andningssjukdom. Den vanligaste av dessa tillvägagångssätt är intranasal inokulering, i vilka en vätskesuspension appliceras på en eller båda näsborrarna hos en mus. Även relativt enkla, varningar såsom instillavolym och typ av anestesi som används kan påverka effektiviteten i instillation i LRT via intranasal ympning 3-5. Specifikt, Miller et al. har visat, att intranasal instillation av Francisella tularensis i volymer mindre än 50 | il gav inte upphov till instillation av bakterierna i LRT 6. De konstaterade vidare bättre LRT instillation vid användning av inhalerade isofluran i motsats till injicerad ketamin / xylazin för anestesi. Emellertid vår experience med Yersinia pestis intranasal inokulering indikerar jämnare ympning kan åstadkommas med användning av ketamin / xylazin, jämfört med isofluran (MBL, opublicerade data). Dessa skillnader kan hänföras till patogen används eller variationer i laboratorierutiner, men allt lyfta fram potentialen variabiliteten i denna teknik. Vidare lungorna skördas strax efter intranasal instillation visar att en relativt låg andel av den initiala bakteriella inokulat når lungan (i fallet av Y. pestis, var endast 10% återvinns en h efter instillation 7), vilket tyder på att ett stort antal bakterier skulle behållas i URT (eller sväljas i mag-tarmkanalen). I vissa sjukdomsmodeller, kan denna betydande nedfall av bakterier på URT slemhinna förväxla vår förståelse av sjukdomsförloppet om mikroorganismen kan kolonisera den murina näshålan på ett sätt som strider mot den mänskliga sjukdomen. Till exempel med hjälp av in vivo &lt;/ Em&gt; avbildning, har det observerats att Burkholderia pseudomallei, som inte koloniserar mänsklig URT, orsakar en överväldigande opportunistisk infektion av den murina näshålan vid leverans av intranasal instillation metod 8. Andra metoder för att ingjuta bakterier i lungorna hos möss har också använts i smittsam sjukdom forskning. Men jämfört med intranasal instilla dessa metoder tenderar att kräva mer teknisk expertis och / eller dyr utrustning utan att eliminera risken för infektions initiering på flera ställen (t.ex. aerosol [URT och LRT], transoral [mag-tarmkanalen och LRT], och kirurgisk intratrakeal [LRT och blodet]). Med tanke på de potentiella komplikationer som kan vara förknippade med sekundära ställen för infektion, försökte vi utveckla en intratrakeal strategi som går förbi URT och levererar patogen direkt i lungorna hos sövda möss, utan begränsar också oavsiktlig inoculation in i blodomloppet eller mag-tarmkanalen. För detta ändamål har intubation medierad intratrakeal (IMIT) instilla utvecklats som en icke-kirurgisk procedur som garanterar LRT instillation av inokulat genom att inkludera ett mellansteg för att verifiera korrekt kateter före instillation. Denna metod beskrivs med användning av färgämnet instillation för att visuellt demonstrera bred fördelning av inokulatet genom hela lungan, och P. aeruginosa instillation för att demonstrera den mycket effektiv tillförsel (&gt; 98% av inokulatet) med denna metod till lungan. Viktigt samtidigt utvecklades ursprungligen för bakteriell leverans, IMIT erbjuder också ett effektivt verktyg för: i) instillation av olika molekyler för studier av andra modeller respiratorisk sjukdom, ii) lung-specifik terapeutisk leverans, och iii) grundlungfunktionsstudier, inklusive riktade siRNA leverans till lungan.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1035">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:311px;">Name of Material/ Equipment</td>
			<td style="width:160px;">Company</td>
			<td style="width:119px;">Catalog Number</td>
			<td style="width:447px;">Comments/Description</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:311px;">Rodent, Tilting WorkStand</td>
			<td style="width:160px;">Hallowell EMC</td>
			<td style="width:119px;">000A3467</td>
			<td>Base should be detached when working in a BSC</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:311px;">Operating Otoscope Head</td>
			<td style="width:160px;">Welch Allyn</td>
			<td style="width:119px;">21700</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:311px;">Otoscope 3.5 V Li Battery</td>
			<td style="width:160px;">Welch Allyn</td>
			<td style="width:119px;">71900</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:311px;">Mouse Intubation Specula short, Autoclaveable</td>
			<td style="width:160px;">Hallowell EMC</td>
			<td style="width:119px;">200A3589S</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:311px;">Incisor Loops</td>
			<td style="width:160px;">Hallowell EMC</td>
			<td style="width:119px;">210A3490A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:311px;">Cotton fine tip applicator</td>
			<td style="width:160px;">Puritan</td>
			<td style="width:119px;">871-PC DBL&#160;</td>
			<td>Used for tongue retraction</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:311px;">I.V. Catheter, 20G</td>
			<td style="width:160px;">Exel Int</td>
			<td style="width:119px;">26741</td>
			<td>Optional: fit a silicon sleeve with 10mm exposed catheter surface</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:311px;">Gas tight syringe, 250ul</td>
			<td style="width:160px;">Hamilton</td>
			<td style="width:119px;">81120</td>
			<td>Used for delivery of liquid inoculum by IMIT</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:311px;">Blunt Needle, 22G</td>
			<td style="width:160px;">Hamilton</td>
			<td style="width:119px;">91022</td>
			<td>Trim to length to protrude 1mm from 20G catheter</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:311px;">Guide wire (Fiber optic wire, 0.5mm)</td>
			<td style="width:160px;">TheFiberOpticStore.com</td>
			<td style="width:119px;">FOF .50</td>
			<td>Cut to 6&#34; length: used as guide wire for intubation</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:311px;">Tuberculin syringe, 1ml</td>
			<td style="width:160px;">Becton Dickinson</td>
			<td style="width:119px;">309659</td>
			<td>Assemble with fiber optic wire as guide wire</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:311px;">Brilliant Blue R (Coomassie)</td>
			<td style="width:160px;">Sigma</td>
			<td style="width:119px;">B0149</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:311px;">Tygon tubing, 1/16&#34;</td>
			<td style="width:160px;">Saint Gobain</td>
			<td style="width:119px;">ALC00002&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:311px;">Male luer 1/16&#34; barb</td>
			<td style="width:160px;">Cole Parmer</td>
			<td style="width:119px;">45503-22</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:311px;">Female luer 1/16&#34; barb</td>
			<td style="width:160px;">Cole Parmer</td>
			<td style="width:119px;">45500-00</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:311px;">Lidocaine, USP</td>
			<td style="width:160px;">Spectrum</td>
			<td style="width:119px;">LI102</td>
			<td>pH lidocaine into solution at 2%(w/v) pH7.0</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:311px;">Sample bag, 1oz</td>
			<td style="width:160px;">Whirl-Pak</td>
			<td style="width:119px;">B01067</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:311px;">U-bottom 96 well plate, sterile</td>
			<td style="width:160px;">Greiner</td>
			<td style="width:119px;">650161</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

intubation-mediated intratracheal (imit) instillation: a noninvasive, lung-specific delivery system

Studier respiratorisk sjukdom omfattar vanligen använda musmodeller som surrogat system. Det finns dock betydande fysiologiska skillnader mellan murina och humana andningssystemet, särskilt i sina övre luftvägarna (URT). På vissa modeller kan dessa skillnader i murina näshålan ha en betydande inverkan på sjukdomsförloppet och presentation i de nedre luftvägarna (LRT) när du använder intranasal indrypning tekniker, potentiellt begränsar användbarheten av musmodell för att studera dessa sjukdomar. Av dessa skäl skulle det vara fördelaktigt att utveckla en teknik för att ingjuta bakterier direkt i musen lungorna för att studera LRT sjukdom i avsaknad av inblandning URT. Vi har kallat denna lungspecifika utsändningsteknik intubation medierad intratrakeal (IMIT) instillation. Denna icke-invasiv teknik minimerar potentialen för instillation in i blodomloppet, vilket kan förekomma under mer invasiv Traditional kirurgiska intratrakeala infektions tillvägagångssätt och begränsar möjligheten till oavsiktliga matsmältningskanalen leverans. IMIT är en två-stegsprocess där möss först intuberades, med ett mellansteg för att säkerställa korrekt kateterplacering i trakea, följt av införande av en trubbig nål in i katetern för att mediera direkt leverans av bakterier in i lungan. Detta tillvägagångssätt underlättar en effekt&gt; 98% av leveransen i lungorna med utmärkt fördelning av reagens i hela lungan. Sålunda representerar IMIT ett nytt tillvägagångssätt för att studera LRT sjukdom och terapeutisk leverans direkt in i lungan, förbättra på förmågan att använda möss som surrogat för att studera human respiratorisk sjukdom. Dessutom gör det också mottaglig för Good Laboratory Practice Standards (GLPS), samt leverans av ett brett utbud av reagenser som kräver hög leveranseffektivitet till lungan noggrannheten och reproducerbarhet i denna leveranssystem.

För att visualisera fördelningen av instilleras material via IMIT metoden, var 50 | il av 0,1% Coomassie Brilliant Blue-färgämne instilleras in i lungorna hos en sövd mus. Musen var omedelbart avlivades och lungorna avlägsnades genom steril obduktion. Figur 1 visar att färgämnet levererades till alla lober av lungan. För att bestämma mängden av bakterier som levereras till lungorna via IMIT metod, tre grupper av möss (n = 3) instillerades med tre olika koncentrationer av P. aeruginosa (1.21 x 10 8, 1.21x10 7 och 1.21 x 10 6 kolonibildande enheter [CFU] per 50 ^). Omedelbart efter IMIT instillation fick mössen avlivades, lungorna avlägsnades och bakterieantalet räknades och jämfördes med de ympar (Figur 2). Leverans av inokulatet är effektiv via denna metod, med&gt; 98% av inokulatet utvanns från lungorna av instillerasdjur. Vidare IMIT instillation var mycket reproducerbar, oavsett koncentrationen av inokulatet (R 2 = 0,9951). <img alt="Figur 1" src="/files/ftp_upload/52261/52261fig1highres.jpg" /> Figur 1: IMIT instilla distribuerar inokulat hela lungorna Lungor från möss ingjutit med 50 pl 0,1% Coomassie Brilliant Blue show blått färgämne som distribueras i alla lober.. <img alt="Figur 2" src="/files/ftp_upload/52261/52261fig2highres.jpg" /> Figur 2:. IMIT instillation av bakterier i lungorna Möss instilleras med P. aeruginosa och antalet bakterier ingjutit i lungorna (Log 10 CFU - återvunna) jämfördes med den beräknade ympen (Log 10 CFU - levererade). Varje cirkel representerar CFU / lunga av en enskild mus (n = 3 för varjebakteriell dos).

Watch this Scientific Journal Video about Intubation-mediated Intratracheal IMIT Instillation: A Noninvasive, Lung-specific Delivery System at JoVE.com

Intubation-mediated Intratracheal IMIT Instillation: A Noninvasive, Lung-specific Delivery System

Intubation medierad intratrakeal (IMIT) instillation av reagens är en utmärkt, icke-invasiv metod för att studera sjukdomar i andningsvägarna, såväl som ett förfarande för att ingjuta terapeutiska reagens direkt in i lungan. Det är ett snabbt och mycket reproducerbart förfarande som är lämpligt för preklinisk testning.

Intubation-medierad Intratrakeal (IMIT) Instillation: en icke-invasiv, Lung specifik Delivery System

Respiratory disease studies typically involve the use of murine models as surrogate systems. However, there are significant physiologic differences ...

Research

JoVE Journal

Medicine

Intubation-mediated Intratracheal (IMIT) Instillation: A Noninvasive, Lung-specific Delivery System

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

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 ...

Intraoperative Detection of Subtle Endometriosis: A Novel Paradigm for Detection and Treatment of Pelvic Pain Associated with the Loss of Peritoneal Integrity

Intraoperativ detektion av subtil Endometrios: A Novel Paradigm för upptäckt och behandling av bäckenben smärta i samband med förlusten av Peritoneal Integrity

Endometriosis is a  common disease affecting 40 to 70% of reproductive-aged women with chronic  pelvic pain (CPP) and/or infertility. The purpose of this ...

Noninvasive Intratracheal Intubation to Study the Pathology and Physiology of Mouse Lung

Noninvasiv Intratrakeal Intubation att studera patologi och fysiologi Mouse Lung

The use of a model that mimics the condition of lung diseases in humans is critical for studying the pathophysiology and/or etiology of a particular ...

Implantation of Fibrin Gel on Mouse Lung to Study Lung-specific Angiogenesis

Implantation av fibringel på Mus Lung att studera Lung specifika angiogenes

Recent significant advances in stem cell research and bioengineering techniques have made great progress in utilizing biomaterials to regenerate and ...

Instillation and Fixation Methods Useful in Mouse Lung Cancer Research

Ingivningsmängder och Fixering metoder som är användbara i Mus Lung Cancer Research

The ability to instill live agents, cells, or chemicals directly into the lung without injuring or killing the mice is an important tool in lung cancer ...

A Multimodal Imaging- and Stimulation-based Method of Evaluating Connectivity-related Brain Excitability in Patients with Epilepsy

En Multimodal Imaging- och stimulering baserad metod för att utvärdera Connectivity relaterade hjämretbarhet i patienter med epilepsi

Resting-state functional connectivity MRI (rs-fcMRI) is a technique that identifies connectivity between different brain regions based on correlations ...

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. ...

A Pleural Effusion Model in Rats by Intratracheal Instillation of Polyacrylate/Nanosilica

En pleurautgjutning modell hos råttor vid intratrakeal Instillation av polyakrylat/Nanosilica

Pleural effusion is a prevalent clinical finding of many pulmonary diseases. Having a useful animal pleural effusion model is very important to study ...

Inducing Acute Lung Injury in Mice by Direct Intratracheal Lipopolysaccharide Instillation

Inducera akut lung skada hos möss genom direkt Intratracheal Lipopolysaccharide instillation

Airway administration of lipopolysaccharide (LPS) is a common way to study pulmonary inflammation and acute lung injury (ALI) in small animal models. ...

Development of a Noninvasive, Laser-Assisted Experimental Model of Corneal Endothelial Cell Loss

Utveckling av en noninvasive, Laser-Assisted experimentell modell av hornhinnans endotel cellförlust

Nd:YAG lasers have been used to perform noninvasive intraocular surgery, such as capsulotomy for several decades now. The incisive effect relies on the ...