Name: canalostomy as a surgical approach to local drug delivery into the inner ears of adult and neonatal mice
Uploaded: 2018-05-25T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Canalostomy As a Surgical Approach to Local Drug Delivery into the Inner Ears of Adult and Neonatal Mice at JoVE.com

Este trabajo fue financiado por la Fundación Nacional de Ciencias naturales de China (números de concesión 81570912, 81771016, 81100717).

Se realizaron todos los procedimientos y cirugías de animales según las directrices del Comité de uso de la Universidad médica de China de Capital y cuidado Animal.
1. dispositivo preparaciones
<ol><li>Para hacer la cánula de inyección (figura 1A), conectar la tubería de polyimide (diámetro interno 114.3 μm, μm diámetro exterior 139,7, longitud de ~ 3 cm) a la tubería de polietileno (diámetro interno 280 μm, diámetro externo 640 μm, longitud de ~...

<ol>
	<li>Stachler, R. 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=Clinical+practice+guideline:+sudden+hearing+loss.">Clinical practice guideline: sudden hearing loss.</a> Otolaryngol Head Neck Surg. 146 (3 Suppl), S1-S35 (2012).</li><li>Lentz, J. 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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=Transgene+expression+in+the+guinea+pig+cochlea+mediated+by+a+lentivirus-derived+gene+transfer+vector.">Transgene expression in the guinea pig cochlea mediated by a lentivirus-derived gene transfer vector.</a> Hum Gene Ther. 10 (11), 1867-1873 (1999).</li></ol>

En este estudio, mostramos que fármaco de canalostomy dio lugar a la amplia difusión del reactivo a lo largo de la cóclea y final-órganos vestibulares. Como un método de entrega del gene de oído interno, canalostomy dio lugar a la expresión de GFP en el oído interno de ratones adultos y neonatales con mínimo daño a la función auditiva y vestibular. Además, las inyecciones múltiples pueden realizarse fácilmente en el mismo animal.
Una de las mayores fortalezas de canalostomy es qu...

Neurosensorial auditiva pérdida y disfunción vestibular afectan un número importante de pacientes y están estrechamente asociados con los trastornos del oído interno. Entrega de medicamentos en el oído interno muestra promisorio para el tratamiento de los trastornos del oído interno. Un enfoque sistémico o local puede utilizarse para administrar medicamentos en el oído interno. Algunas enfermedades del oído interno son tratados con éxito con medicamentos sistémicos, tales como hipoacusia súbita idiopática, que es comúnmente tratado con esteroides sistémicos1. Además, Lentz et al demostró que la administración sistémica de oligonucleótidos antisentido fue capaz de mejorar la audición y equilibrio de funciones en el ratón mutante Ush1c modelo2. Sin embargo, una gran parte de enfermedades del oído interno no son efectivamente tratadas por administración sistémica de medicamentos debido a la barrera del sangre-laberinto, que limita el acceso de drogas al oído interno3,4. En cambio, estrategias de entrega local de la droga pueden tratar trastornos del oído interno más eficiente. De hecho, el oído interno es potencialmente un objetivo ideal para la entrega local de la droga; está lleno de líquido, que facilita la difusión de la droga después de un sitio difusión o de inyección, y está relativamente aislada de órganos vecinos, que limita los efectos secundarios5,6.
Estrategias de entrega de drogas locales incluyen métodos intratimpánica y intralabyrinthine. La efectividad de la vía intratimpánica en gran parte depende de permeabilidad del fármaco a través de la membrana de ventana redonda (RWM) y el tiempo de permanencia del fármaco en el RWM3,4,7,8. Así, no es conveniente para la entrega de medicamentos o de reactivos que no pueden penetrar el RWM. Intralabyrinthine métodos implican la inoculación de drogas directamente en el oído interno, lo que resulta en una dosis alta y amplia distribución. Sin embargo, métodos intralabyrinthine requieren cirugías delicadas y son invasivos, resultando en daños a la función del oído interno. Actualmente, la inyección intralabyrinthine de drogas sólo se utiliza en los estudios en animales como se ha demostrado no ser suficientemente seguro para el uso en seres humanos9. Por lo tanto, deben simplificarse los procedimientos quirúrgicos y reducir el riesgo de lesiones para traducir intralabyrinthine enfoques en la clínica.
Varios enfoques intralabyrinthine han sido evaluados en animales por inyección a través de la RWM5,10,11 y en la scala media12,13,14, tympani del scala 15 , 16la scala portal17, los canales semicirculares16,18,19,20y el saco endolinfático21. Cada uno de estos enfoques tiene ventajas y desventajas6. A través de la RWM es atraumática en ratones neonatales5,22. Sin embargo, se observa una pérdida de audición leve en ratones adultos después a RWM inyección23, posiblemente debido a la efusión del oído medio después de la cirugía24. Inyección de medios de Scala, que consiste en la inyección del reactivo directamente en el espacio endolinfático que contiene el epitelio sensorial, alcanza una concentración de reactivo alta en destino final-órganos12,14, 25 , 26. sin embargo, este enfoque requiere un procedimiento complejo y da lugar a elevación significativa del umbral de audición si se realiza más adelante que día postnatal 5 (P5)25,27, que limita su aplicación.
En comparación con los mencionados enfoques intralabyrinthine, canalostomy causa un mínimo daño al oído interno, especialmente en ratones adultos16,18,28,29,30, que es importante para la evaluación de los efectos protectores y aspectos de translational. Además, en los roedores, los canales semicirculares están situados más allá de la bulla, que facilita los procedimientos quirúrgicos y evita perturbaciones del oído medio durante la cirugía. En la clínica, cirugías de canal semicircular se utilizan para el Vértigo posicional paroxístico benigno intratable31,32,33, lo que sugiere la viabilidad clínica de canalostomy. Desde que primero fue descrita por Kawamoto et al. 16 en 2001, canalostomy se ha utilizado para entregar diversos reactivos, tales como vectores virales, siRNA, células madre y aminoglucósidos, en el oído interno murino18,19,28,29 ,34,35,36,37. Inoculación de vectores de virus adeno-asociado (AAV) por canalostomy que la sobreexpresión de genes exógenos en el epitelio sensorial y las neuronas primarias de la cóclea y final-órganos vestibulares18,28, 29,30. Whirlin terapia génica por canalostomy restaura la función de equilibrio y mejora la audición en un modelo murino de humano Usher síndrome19, lo que sugiere que canalostomy es útil para estudios de terapia génica para enfermedades genéticas cochleovestibular. Trasplante de células madre mesenquimales por canalostomy resulta en la reorganización de fibrocitos coclear y la recuperación de la audición en un modelo de rata de pérdida de oído sensorineural aguda35. Además, canalostomy puede utilizarse para introducir aminoglucósidos en el oído interno para establecer las lesiones vestibulares18,34,38, y las inyecciones múltiples se pueden realizar si es necesario18 , 34.
En el presente artículo, se describen, en detalle, técnicas de canalostomy en ratones adultos y neonatales. Nos inocula diversos reactivos, colorante verde rápido como serotipo AAV 8 (AAV8), junto con el gen de la proteína verde fluorescente (GFP) (AAV8-GFP) y la estreptomicina, en el oído interno de ratón para evaluar los resultados inmediatos y a largo plazo después de canalostomy.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Polymide Tubing</td>
			<td>A-M Systems</td>
			<td>823400</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polyethylene Tubing</td>
			<td>Scientific Commodities Inc.</td>
			<td>BB31695-PE/1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>10&#956;l Microsyringe</td>
			<td>Hamilton Company</td>
			<td>80001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Xylazine HCL</td>
			<td>Sigma-Aldrich Co. Llc.</td>
			<td>X-1251</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Operating Miroscope</td>
			<td>Carl Zeiss Optical LLC.</td>
			<td>Pico</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micro Forceps</td>
			<td>Dumont Dumostar</td>
			<td>10576</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fast-green Dye</td>
			<td>Sigma-Aldrich Co. Llc.</td>
			<td>F7252</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>AAV8-GFP</td>
			<td>BioMiao Biological Technology Co. Ltd (Beijing, China)</td>
			<td>20161101</td>
			<td>Titer: 2&#215;10e12 vg/mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Streptomycin Sulfate</td>
			<td>Sigma-Aldrich Co. Llc.</td>
			<td>S9137</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microinjection Pump</td>
			<td>Stoelting Co.</td>
			<td>789100S</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Electric Pad</td>
			<td>Pet Fun</td>
			<td>11072931136</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1 cc Syringe</td>
			<td>Mishawa Medical Industries Ltd. (Shanghai, China)</td>
			<td>2011-3151258</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ketamine HCL</td>
			<td>Gutian Pharmaceutical Co., Ltd. (Fujian, China)</td>
			<td>H35020148</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Electric Animal Clipper</td>
			<td>Codos Electrical Appliances Co., Ltd. (Guangdong, China)</td>
			<td>CP-8000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cotton Pellet</td>
			<td>Yatai Healthcare Ltd. (Henan, China)</td>
			<td>Yu-2008-1640081</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Suture</td>
			<td>Shanghai Pudong Jinhuan Medical Products Co., Ltd. (Shanghai, China)</td>
			<td>Hu-2013-2650207</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Eye Ointment</td>
			<td>Beijing Shuangji Pharmaceutical Ltd. (Beijng China)</td>
			<td>H11021270</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

canalostomy as a surgical approach to local drug delivery into the inner ears of adult and neonatal mice

Entrega local de fármacos terapéuticos en el oído interno es una terapia prometedora para las enfermedades del oído interno. Inyección a través de los canales semicirculares (canalostomy) ha demostrado ser un método útil para la entrega local de la droga en el oído interno. El objetivo de este artículo es describir, detalladamente, las técnicas quirúrgicas en canalostomy en ratones adultos y neonatales. Como se indica por tinte de fast-green y virus adeno-asociado del serotipo 8 con el gen de la proteína verde fluorescente, el canalostomy facilitado amplia distribución de los reactivos inyectados en la cóclea y final-órganos vestibulares con mínimo daño a la audición y Función vestibular. La cirugía se implementó con éxito en ratones adultos y neonatales; de hecho, podrían realizarse múltiples cirugías si es necesario. En conclusión, canalostomy es un enfoque eficaz y seguro para el suministro de medicamentos en los oídos interiores de ratones adultos y neonatales y puede ser utilizado para tratar las enfermedades del oído interno humano en el futuro.

Colorante verde rápido se inyectó en el PSC de ratones adultos y neonatales, para evaluar su distribución inmediata en el oído interno. El tinte fue detectado a lo largo de la cóclea, vestíbulo y canales semicirculares inmediatamente después de la cirugía (figura 4).
Para evaluar la seguridad y la eficacia de la canalostomy para la entrega del gene de oído interno, AAV8-GFP se inyecta en el...

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Canalostomy As a Surgical Approach to Local Drug Delivery into the Inner Ears of Adult and Neonatal Mice

Canalostomy como un abordaje quirúrgico a la entrega del Local de la droga en los oídos interiores de ratones adultos y Neonatal

Aquí describimos el procedimiento de canalostomy que permite la entrega del local de la droga en los oídos interiores de ratones adultos y neonatales a través del canal semicircular con mínimo daño a la función auditiva y vestibular. Este método puede utilizarse para inocular vectores virales, productos farmacéuticos y pequeñas moléculas en el oído interno de ratón.

Local delivery of therapeutic drugs into the inner ear is a promising therapy for inner ear diseases. Injection through semicircular canals (canalostomy) ...

Research

JoVE Journal

Genetics

In Vitro Transcription Assays and Their Application in Drug Discovery

In Vitro Transcription Assays and Their Application in Drug Discovery

Los ensayos in vitro de transcripción y su aplicación en el descubrimiento de medicamentos

In vitro transcription assays have been developed and widely used for many years to study the molecular mechanisms involved in transcription. This process ...

Investigación

Genética

Detection of Inter-chromosomal Stable Aberrations by Multiple Fluorescence In Situ Hybridization (mFISH) and Spectral Karyotyping (SKY) in Irradiated Mice

Detection of Inter-chromosomal Stable Aberrations by Multiple Fluorescence In Situ Hybridization mFISH and Spectral Karyotyping SKY in Irradiated Mice

La detección de Inter-Aberraciones cromosómicas estables por fluorescencia múltiple<em&gt; In Situ</em&gt; La hibridación (mFISH) y cariotipo espectral (SKY) en ratones irradiados

Ionizing radiation (IR) induces numerous stable and unstable chromosomal aberrations. Unstable aberrations, where chromosome morphology is substantially ...

Controllable Ion Channel Expression through Inducible Transient Transfection

Expresión Ion Channel controlable a través de la transfección transitoria inducible

Transfection, the delivery of foreign nucleic acids into a cell, is a powerful tool in protein research. Through this method, ion channels can be ...

Systemic Delivery of MicroRNA Using Recombinant Adeno-associated Virus Serotype 9 to Treat Neuromuscular Diseases in Rodents

Entrega sistémica de microARN mediante Virus Adeno-asociado recombinante serotipo 9 para tratar enfermedades neuromusculares en roedores

RNA interference via the endogenous miRNA pathway regulates gene expression by controlling protein synthesis through post-transcriptional gene silencing. ...

Determination of the Optimal Chromosomal Location(s) for a DNA Element in Escherichia coli Using a Novel Transposon-mediated Approach

Determination of the Optimal Chromosomal Locations for a DNA Element in Escherichia coli Using a Novel Transposon-mediated Approach

Determinación de la óptima Localización cromosómica de un elemento de DNA en Escherichia coli utilizando un nuevo enfoque mediada por transposones

The optimal chromosomal position(s) of a given DNA element was/were determined by transposon-mediated random insertion followed by fitness selection. In ...

High-throughput Identification of Synergistic Drug Combinations by the Overlap2 Method

High-throughput Identification of Synergistic Drug Combinations by the Overlap2 Method

Alto rendimiento identificación de combinaciones de fármacos sinérgicos por el método de superposición2

Although antimicrobial drugs have dramatically increased the lifespan and quality of life in the 20th century, antimicrobial resistance threatens our ...

The Replica Set Method: A High-throughput Approach to Quantitatively Measure Caenorhabditis elegans Lifespan

The Replica Set Method: A High-throughput Approach to Quantitatively Measure Caenorhabditis elegans Lifespan

El método de conjunto de réplica: Un enfoque de alto rendimiento para cuantitativamente medida Caenorhabditis elegans vida útil

The Replica Set method is an approach to quantitatively measure lifespan or survival of Caenorhabditis elegans nematodes in a high-throughput manner, thus ...

A Combinatorial Single-cell Approach to Characterize the Molecular and Immunophenotypic Heterogeneity of Human Stem and Progenitor Populations

Una combinatoria unicelular enfoque para caracterizar Molecular y heterogeneidad de Immunophenotypic de madre humana y de las poblaciones progenitoras

Immunophenotypic characterization and molecular analysis have long been used to delineate heterogeneity and define distinct cell populations. FACS is ...

Using Ustilago maydis as a Trojan Horse for In Situ Delivery of Maize Proteins

Using Ustilago maydis as a Trojan Horse for In Situ Delivery of Maize Proteins

Uso de Ustilago maydis como un caballo de Troya en Situ entrega de maíz las proteínas

Inspired by Homer&#180;s Trojan horse myth, we engineered the maize pathogen Ustilago maydis to deliver secreted proteins into the maize apoplast ...

Using In Vitro and In-cell SHAPE to Investigate Small Molecule Induced Pre-mRNA Structural Changes

Uso en Vitro y en las células la forma para investigar la molécula pequeña inducida por cambios estructurales Pre-mRNA

In the process of drug development of RNA-targeting small molecules, elucidating the structural changes upon their interactions with target RNA sequences ...