Name: direct intrabronchial administration to improve the selective agent deposition within the mouse lung
Uploaded: 2019-05-20T14:00:00
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Este trabajo fue financiado por la subvención de NHLBI HL125371 a E.P.S. y por el DEPARTAMENTO de Dinada (CDMRP) a La concesión W81XWH-17-1-0051 a Y.Y.

Todos los protocolos de animales han sido aprobados por el Comité Institucional de Cuidado y Uso de Animales (IACUC, por sus) de la Universidad de Colorado denver. Todos los procedimientos descritos a continuación (secciones 4–7) se han optimizado utilizando ratones C57BL/6 masculinos y femeninos. Este enfoque ha sido validado utilizando ratones que van de 19-40 g en peso corporal.
1. Creación de una plataforma para la administración del IB
<ol><li>Doblar el extremo del libro desde el ...

<ol>
	<li>MacDonald, K. D., Chang, H. Y., Mitzner, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+improved+simple+method+of+mouse+lung+intubation.">An improved simple method of mouse lung intubation.</a> Journal of Applied Physiology. 106 (3), 984-987 (2009).</li><li>Thomas, J. 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=Endotracheal+intubation+in+mice+via+direct+laryngoscopy+using+an+otoscope.">Endotracheal intubation in mice via direct laryngoscopy using an otoscope.</a> Journal of Visualized Experiments. (86), (2014).</li><li>Vandivort, T. C., An, D., Parks, W. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+Improved+Method+for+Rapid+Intubation+of+the+Trachea+in+Mice.">An Improved Method for Rapid Intubation of the Trachea in Mice.</a> Journal of Visualized Experiments. (108), 53771 (2016).</li><li>McGovern, T. K., Robichaud, A., Fereydoonzad, L., Schuessler, T. F., Martin, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+respiratory+system+mechanics+in+mice+using+the+forced+oscillation+technique.">Evaluation of respiratory system mechanics in mice using the forced oscillation technique.</a> Journal of Visualized Experiments. (75), e50172 (2013).</li><li>Halbower, A. C., Mason, R. J., Abman, S. H., Tuder, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Agarose+infiltration+improves+morphology+of+cryostat+sections+of+lung.">Agarose infiltration improves morphology of cryostat sections of lung.</a> Laboratory Investigation. 71 (1), 149-153 (1994).</li><li>Thrall, R. S., McCormick, J. R., Jack, R. M., McReynolds, R. A., Ward, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bleomycin-induced+pulmonary+fibrosis+in+the+rat:+inhibition+by+indomethacin.">Bleomycin-induced pulmonary fibrosis in the rat: inhibition by indomethacin.</a> American Journal of Pathology. 95 (1), 117-130 (1979).</li><li>Matute-Bello, G., Frevert, C. W., Martin, T. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Animal+models+of+acute+lung+injury.">Animal models of acute lung injury.</a> American Journal of Physiology Lung Cellular and Molecular Physiology. 295 (3), L379-L399 (2008).</li><li>Del Sorbo, 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=Intratracheal+Administration+of+Small+Interfering+RNA+Targeting+Fas+Reduces+Lung+Ischemia-Reperfusion+Injury.">Intratracheal Administration of Small Interfering RNA Targeting Fas Reduces Lung Ischemia-Reperfusion Injury.</a> Criticial Care Medicine. 44 (8), e604-e613 (2016).</li><li>McLemore, T. 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=Novel+intrapulmonary+model+for+orthotopic+propagation+of+human+lung+cancers+in+athymic+nude+mice.">Novel intrapulmonary model for orthotopic propagation of human lung cancers in athymic nude mice.</a> Cancer Research. 47 (19), 5132-5140 (1987).</li><li>Vertrees, 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=Development+of+a+human+to+murine+orthotopic+xenotransplanted+lung+cancer+model.">Development of a human to murine orthotopic xenotransplanted lung cancer model.</a> Journal of Investigative Surgery. 13 (6), 349-358 (2000).</li></ol>

La lesión pulmonar se ha modelado clásicamente en roedores queutilizan la administración de TI de agentes perjudiciales como BLM 6. Sin embargo, esta administración de TI sólo conduce a lesiones irregulares, lo que refleja la naturaleza no específica del parto pulmonar con este enfoque7. Estas limitaciones de modelar lesiones pulmonares son desafíos instructivos que se enfrentan al intentar la entrega de TI de agentes experimentales no lesivos, como medicamentos, siR...

La administración pulmonar directa de agentes experimentales en ratones permite el estudio de las respuestas inmunitarias pulmonares, la lesión pulmonar aguda y la fibrosis pulmonar. La administración pulmonar directa se realiza típicamente a través de la instilación intratrahealal (IT), como se describió anteriormente1,2,3. Sin embargo, este enfoque no es selectivo, afectando ambos pulmones de una manera no objetivo y a menudo asimétrica.  El modelado experimental de la lesión pulmonar puede beneficiarse de la capacidad de apuntar selectivamente a un pulmón específico, permitiendo el uso del pulmón contralateral como control. Por el contrario, el modelado preciso de las enfermedades pulmonares difusas humanas se beneficia de la distribución simétrica de agentes experimentales al parénquima pulmonar bilateral.
El objetivo general de este informe es describir un método para la entrega selectiva de agentes experimentales al pulmón izquierdo o derecho de un ratón (Figura 1). Este enfoque de administración intrabronquial (IB) permite el tratamiento unilateral de un pulmón ratón y se puede adaptar fácilmente para garantizar la entrega equitativa de un agente a los bronquios bilaterales del tronco principal. Mediante el uso de la administración del IB para administrar dosis mayores de agentes experimentales en el pulmón derecho más grande y volúmenes más pequeños en el pulmón izquierdo más pequeño (es decir, la administración del IB ajustada a la dosis), demostrada en este informe es una mejora en la homogeneidad de la agentes experimentales, optimizando el modelo de lesión pulmonar difusa en ratones. Como tal, este informe puede tener valor para los investigadores que buscan administrar unilateralmente agentes experimentales a ratones o mejorar la simetría de la deposición de fármacos en ambos pulmones.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:739px;" width="739">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:280px;">22 G shielded IV Catheter</td>
			<td style="width:139px;">BD</td>
			<td style="width:140px;">381423</td>
			<td style="width:180px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:280px;">Bleomycin</td>
			<td style="width:139px;">Enzo life sciences</td>
			<td style="width:140px;">BML-AP302-0010</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:280px;">Compact Mini rodent anesthesia machine&#160;</td>
			<td style="width:139px;">DRE Veterinary</td>
			<td style="width:140px;">9280</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:280px;">Evans blue dye</td>
			<td style="width:139px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:140px;">E2129</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:280px;">FITC-dextran</td>
			<td style="width:139px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:140px;">FD150</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:280px;">Isoflurane</td>
			<td style="width:139px;">Piramal Critical Care</td>
			<td style="width:140px;">NDC&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:280px;">LED-30W Fiber Optic Dual Gooseneck Lights Microscope Illuminator</td>
			<td style="width:139px;">AmScope</td>
			<td style="width:140px;">LED-30W</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Low temperature cautery with fine tip&#160;</td>
			<td style="width:139px;">Bovie</td>
			<td style="width:140px;">AA02</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:280px;">Precisionglide needle, 18G x 1&#34;</td>
			<td style="width:139px;">BD</td>
			<td style="width:140px;">305195</td>
			<td>Beveled tip, 12 mm in length&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:280px;">Xylazine</td>
			<td style="width:139px;">AKORN</td>
			<td style="width:140px;">NDC 59399-110-20</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:280px;">Zatamine</td>
			<td>VetOne</td>
			<td style="width:140px;">NDC 13985-702-10&#160;</td>
			<td>Ketamine</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

direct intrabronchial administration to improve the selective agent deposition within the mouse lung

La administración intratraqueal (IT) de agentes experimentales es una técnica esencial en modelos murinos de enfermedades pulmonares difusas, como la fibrosis pulmonar inducida por bleomicina.  Sin embargo, la distribución de agentes administrados por vía intratratal al pulmón del ratón distal es a menudo asimétrica, con concentraciones parénquimas pulmonares incrementadas en el pulmón izquierdo más pequeño (pero igualmente accesible) del ratón.  En este informe se describe un nuevo enfoque intrabronquial (IB) para canalizar los pulmones izquierdo y/o derecho de ratones vivos de forma no operativa.  También se demuestra cómo este enfoque puede utilizarse para administrar selectivamente agentes a un pulmón o adaptados (mediante la administración de IB ajustada por dosis) para mejorar la simetría izquierda-derecha de la administración pulmonar de agentes experimentales, mejorando así los modelos de difusión difundido enfermedad pulmonar como la fibrosis pulmonar inducida por bleomicina.

La intubación selectiva del IB se dirige a lóbulos específicos (pulmón derecho) o segmentos basilares (pulmón izquierdo).
La administración del IB de EBD al pulmón derecho se realizó como se describe en la sección 5.1. Después de la finalización del experimento, a los ratones se les administró una dosis letal de ketamina/xilazina intraperitoneal, y los pulmones fueron cosechados para la demostración...

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Direct Intrabronchial Administration to Improve the Selective Agent Deposition Within the Mouse Lung

La administración intratraal (IT) de agentes experimentales en ratones a menudo resulta en un parto asimétrico a los pulmones distales.  En este informe, describimos un enfoque intrabronquial directo (IB) para canalizar cada pulmón en ratones vivos de forma no operativa.  Este enfoque se puede utilizar para administrar selectivamente agentes a un pulmón o puede adaptarse para mejorar el suministro de agentes simétricos a ambos pulmones.

Administración intrabronquial directa para mejorar la deposición selectiva del agente dentro del pulmón del ratón

Intratracheal (IT) administration of experimental agents is an essential technique in murine models of diffuse lung diseases, such as bleomycin-induced ...

Para modelar la enfermedad pulmonar en ratones, los agentes experimentales a menudo se administran mediante inyección intratraqueal. Este enfoque, sin embargo, no puede apuntar selectivamente a un pulmón, y la distribución puede ser asimétrica entre los pulmones. Al cannular un pulmón individual en un ratón anestesiado, podemos administrar unilateralmente agentes experimentales.Con la modificación, este enfoque se puede utilizar bilateralmente, mejorando la simetría de la deposición a través de ambos pulmones. La preparación del catéter, incluyendo pulido, ligera angulación y etiquetado, es un elemento clave para el éxito. Por supuesto, la práctica de esta técnica también es necesaria.Demostrando el procedimiento estará Sumei Liao, una asistente de investigación profesional de mi laboratorio. Después de confirmar la falta de respuesta al pellizco de los dedos de los dedos de los dedos, suspenda un ratón C57-Black/6 anestesado de ocho a 10 semanas de edad de los incisivos en una línea de sutura cubierta en una orientación supina. Asegure el ratón con dos o tres piezas de gancho y coloque la cinta en bucle, evitando la restricción de ventilación, y encienda un iluminador de fibra óptica de diodo emisor de luz.Coloque el operador detrás de la plataforma, dorsal al ratón. Oriente el cuello de cisne del iluminador de dos a tres centímetros de distancia del ratón para que encienda el área de la laringe a través de la piel. Usando fórceps estériles en la mano dominante, saque la lengua de la cavidad oral.Utilice la mano nonteminante y el depresor estéril para aplanar la raíz de la lengua para exponer ampliamente la orofaringe. Después de liberar los fórceps, utilice la mano dominante para intubar el catéter extendido en la tráquea a través de la cavidad oral. Confirme la colocación observando si la burbuja de la jeringa se mueve hacia arriba y hacia abajo con cada respiración.Para la canulación selectiva de lobar del pulmón derecho distal, después de la intubación intratraqueal, gire la placa de plástico 30 grados, y guíe el cubo del catéter en paralelo a la línea media del ratón a la profundidad adecuada basada en el peso, como se indica en la tabla. Con una punta de carga de gel, entregue 20 microlitros de 0.3%Evans de tinte azul en el catéter, seguido de una a dos alícuotas de 100 microlitros de aire por cuentagotas de vidrio. Luego, retire el catéter y mantenga el ratón en posición durante 30 segundos antes de colocar el animal en una manta de calentamiento, con monitoreo hasta la recuperación completa.Para la cannulación selectiva de lobar del pulmón izquierdo distal, después de la intubación intratraqueal, gire la placa de plástico menos 74 grados, y avance suavemente el catéter hacia el bronquio del tronco principal izquierdo mientras coloca una presión modesta 90 grados hacia abajo y hacia el final del libro. Después de cánular los segmentos pulmonares inferiores izquierdos, gire la placa de plástico menos 30 grados y entregue 40 microlitros de 0.3% de colorante azul Evans con una punta de carga de gel. A continuación, entregue de una a dos alícuotas de aire de 100 a 300 microlitros a través del gotero de vidrio, y retire el catéter para permitir que el ratón se recupere, como se ha demostrado.Para la administración pulmonar completa derecha, después de la intubación intratraqueal, gire la placa de plástico 30 grados, y guíe el catéter en paralelo a la línea media del ratón, llegando a las profundidades necesarias para la canulación de lobar distal del lado derecho. Confirme la apariencia del signo de taquipnea y gire el ratón menos 74 grados para permitir la asistencia por gravedad para la entrega del agente. Retire el catéter a una posición que corresponda al despegue del bronquio del tronco principal derecho y asegúrese de que el bisel del catéter mire hacia abajo.Entregue 30 microlitros de 0.3%Evans de tinte azul al pulmón derecho, seguido de una a dos alícuotas de 100 a 300 microlitros de aire. Luego, retire el catéter y deje que el ratón se recupere. Para la administración pulmonar completa izquierda, después de la cánula intratraqueal, gire la placa de plástico menos 74 grados, y avance suavemente el catéter hacia el bronquio del tronco principal izquierdo mientras coloca una presión modesta tanto 90 grados hacia abajo como hacia el final de la reserva.Confirme el signo de no taquipnea y gire el ratón 86 grados para permitir la asistencia por gravedad con la administración del agente. Retire el catéter hacia el bronquio del tronco central izquierdo y gire el bisel del catéter hacia abajo. Entregue 30 microlitros de 0.3%Evans de tinte azul con una punta de carga de gel al pulmón izquierdo, seguido de una a dos alícuotas de 100 a 300 microlitros de aire.Luego, retire el catéter, para permitir que el ratón se recupere, como se ha demostrado. La administración bilateral de FITC-dextran por administración intratraqueal y simétrica intrabronquial conduce a fluorescencia FITC parénquima pulmonar asimétrica con mayores concentraciones relativas observadas en el pulmón izquierdo. Esto sugiere que la administración pulmonar asimétrica de agentes experimentales después de la administración intratraqueal no es una consecuencia de la presentación asimétrica de estos agentes a cada bronquio del tronco principal, pero que la entrega igual de troncos principales se diluye por diferencias en el peso pulmonar y la masa.La administración intrabronquial ajustada por dosis mejora la simetría de la administración del agente parénquima pulmonar. A pesar de esta corrección, sin embargo, la heterogeneidad persistente todavía se observa dentro de los diferentes lóbulos del pulmón derecho. 21 días después de la lesión pulmonar fibrosa inducida por bleomicina intratraqueal, la inflamación se observa predominantemente en el pulmón izquierdo, con menos lesiones notables en el pulmón derecho.Por el contrario, la administración de bleomicina intrabronquincial ajustada por dosis da como resultado una ligera disminución de la lesión en el pulmón izquierdo y un aumento de la lesión en el pulmón derecho, con la mayor lesión evidente en los lóbulos medio y superior. Durante toda la administración pulmonar, no olvide retirar el catéter y cuidar el bisel del catéter boca abajo.

Research

JoVE Journal

Medicine

High-frequency High-resolution Echocardiography: First Evidence on Non-invasive Repeated Measure of Myocardial Strain, Contractility, and Mitral Regurgitation in the Ischemia-reperfused Murine Heart

Alta frecuencia de alta resolución Ecocardiografía: Primera evidencia sobre la no-invasivo medida repetida de la tensión de miocardio, la contractilidad y la insuficiencia mitral en el corazón por isquemia-reperfusión murino

Ischemia-reperfusion (IR) was surgically performed in murine hearts which were then subjected to repeated imaging to monitor temporal changes in ...

Investigación

Medicina

Bronchial Thermoplasty:  A Novel Therapeutic Approach to Severe Asthma

Bronquial termoplastia: un nuevo enfoque terapéutico para el asma grave

Bronchial thermoplasty is a non-drug procedure for severe persistent asthma that delivers thermal energy to the airway wall in a precisely controlled ...

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

No Invasiva Intratraqueal Intubación para Estudiar la Patología y Fisiología de pulmón de ratón

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 ...

Diagnostic Ultrasound Imaging of Mouse Diaphragm Function

Ultrasonido Diagnóstico por la Imagen de la función del ratón del diafragma

Function analysis of rodent respiratory skeletal muscles, particularly the diaphragm, is commonly performed by isolating muscle strips using invasive ...

A Murine Model of Myocardial Ischemia-reperfusion Injury through Ligation of the Left Anterior Descending Artery

Un modelo murino de isquemia-reperfusión miocárdica lesión a través de la ligadura de la arteria descendente anterior

Acute or chronic myocardial infarction (MI) are cardiovascular events resulting in high morbidity and mortality. Establishing the pathological mechanisms ...

The Bovine Lung in Biomedical Research: Visually Guided Bronchoscopy, Intrabronchial Inoculation and In Vivo Sampling Techniques

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La broncoscopia guiada visualmente, intrabronquial Inoculación e: El pulmón bovino en la Investigación Biomédica<em&gt; En Vivo</em&gt; Técnicas de Muestreo

There is an ongoing search for alternative animal models in research of respiratory medicine. Depending on the goal of the research, large animals as ...

Visualization of Streptococcus pneumoniae within Cardiac Microlesions and Subsequent Cardiac Remodeling

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Visualización de<em&gt; Streptococcus pneumoniae</em&gt; Dentro cardíacos microlesiones y la remodelación cardiaca posterior

During bacteremia Streptococcus pneumoniae can translocate across the vascular endothelium into the myocardium and form discrete bacteria-filled ...

Design, Fabrication, and Administration of the Hand Active Sensation Test (HASTe)

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Diseño, Fabricación y Administración de la Mano Activo Prueba Sensation (Haste)

The concept of personalizing neurologic rehabilitation, based on individual impairments, has experienced a recent surge. In parallel, the number of ...

2-Methacryloyloxyethyl Phosphorylcholine Polymer Treatment of Complete Dentures to Inhibit Denture Plaque Deposition

2-metacriloiloxietil fosforilcolina Tratamiento Polímero de dentaduras completas para inhibir la dentadura placa Deposición

Removable dentures made of poly (methyl methacrylate) (PMMA) are prone to bacterial adherence and dental plaque formation, which is called denture plaque. ...

Quantitative Mapping of Specific Ventilation in the Human Lung using Proton Magnetic Resonance Imaging and Oxygen as a Contrast Agent

Mapeo cuantitativo de ventilación específica en el pulmón humano usando resonancia magnética de protones y oxígeno como agente de contraste

Specific ventilation imaging (SVI) is a functional magnetic resonance imaging technique capable of quantifying specific ventilation &#8213; the ratio of ...