Name: delivery of antibodies into the murine brain via convection-enhanced delivery
Uploaded: 2019-07-18T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Delivery of Antibodies into the Murine Brain via Convection-enhanced Delivery at JoVE.com

تم دعم هذا العمل بمنح من جامعة زيوريخ (FK-15-057)، ومؤسسة نوفارتيس للبحوث الطبية والبيولوجية (16C231) وأبحاث السرطان السويسرية (KFS-3852-02-2016، KFS-4146-02-2017) إلى يوهانس فوم بيرغ وبريدج بروف للمفهوم (20B1-1) _177300) إلى ليندا شيلهامر.

تمت الموافقة على جميع الطرق الموضحة هنا من قبل المكتب البيطري الكانتوني السويسري تحت رقم الترخيص ZH246/15.
1. إعداد قسطرة الخطوة
<ol><li>إعداد أنابيب السيليكا المنصهرة لخطوة القسطرة
	<ol>
<li>قطع الشعيرات الدموية السيليكا تنصهر مع القطر الداخلي من 0.1 ملم وسمك الجدار من 0.0325 م?...

<ol>
	<li>Scherrmann, 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=Drug+delivery+via+the+blood-brain+barrier.">Drug delivery via the blood-brain barrier.</a> Vascular Pharmacology. 38 (6), 349-354 (2002).</li><li>Barua, N. U., Gill, S. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Convection-enhanced+drug+delivery:+prospects+for+glioblastoma+treatment.">Convection-enhanced drug delivery: prospects for glioblastoma treatment.</a> CNS Oncology. 3 (5), 313-316 (2014).</li><li>Bobo, R. H., 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=Convection-enhanced+delivery+of+macromolecules+in+the+brain.">Convection-enhanced delivery of macromolecules in the brain.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 91 (6), 2076-2080 (1994).</li><li>Morrison, P. F., Laske, D. W., Bobo, H., Oldfield, E. H., Dedrick, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-flow+microinfusion:+tissue+penetration+and+pharmacodynamics.">High-flow microinfusion: tissue penetration and pharmacodynamics.</a> American Journal of Physiology. 266 (1 Pt 2), R292-R305 (1994).</li><li>Zhou, Z., Singh, R., Souweidane, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Convection-Enhanced+Delivery+for+diffuse+intrinsic+pontine+glioma+treatment.">Convection-Enhanced Delivery for diffuse intrinsic pontine glioma treatment.</a> Current Neuropharmacology. 15 (1), 116-128 (2017).</li><li>Barua, N. U., 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=Intrastriatal+convection-enhanced+delivery+results+in+widespread+perivascular+distribution+in+a+pre-clinical+model.">Intrastriatal convection-enhanced delivery results in widespread perivascular distribution in a pre-clinical model.</a> Fluids and Barriers of the CNS. 9 (1), 2 (2012).</li><li>Shoji, T., 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=Local+convection-enhanced+delivery+of+an+anti-CD40+agonistic+monoclonal+antibody+induces+antitumor+effects+in+mouse+glioma+models.">Local convection-enhanced delivery of an anti-CD40 agonistic monoclonal antibody induces antitumor effects in mouse glioma models.</a> Neuro-Oncology. 18 (8), 1120-1128 (2016).</li><li>Souweidane, M. M., 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=Convection-enhanced+delivery+for+diffuse+intrinsic+pontine+glioma:+a+single-centre,+dose-escalation,+phase+1+trial.">Convection-enhanced delivery for diffuse intrinsic pontine glioma: a single-centre, dose-escalation, phase 1 trial.</a> The Lancet Oncology. , (2018).</li><li>Zhang, X., 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=Targeting+immune+checkpoints+in+malignant+glioma.">Targeting immune checkpoints in malignant glioma.</a> Oncotarget. 8 (4), 7157-7174 (2017).</li><li>Barua, N. U., Gill, S. S., Love, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Convection-enhanced+drug+delivery+to+the+brain:+therapeutic+potential+and+neuropathological+considerations.">Convection-enhanced drug delivery to the brain: therapeutic potential and neuropathological considerations.</a> Brain Pathology. 24 (2), 117-127 (2014).</li><li>Mehta, A. M., Sonabend, A. M., Bruce, J. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Convection-Enhanced+Delivery.">Convection-Enhanced Delivery.</a> Neurotherapeutics. 14 (2), 358-371 (2017).</li><li>Krauze, M. T., 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=Reflux-free+cannula+for+convection-enhanced+high-speed+delivery+of+therapeutic+agents.">Reflux-free cannula for convection-enhanced high-speed delivery of therapeutic agents.</a> Journal of Neurosurgery. 103 (5), 923-929 (2005).</li><li>Nash, K. R., Gordon, M. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Convection+Enhanced+Delivery+of+Recombinant+Adeno-associated+Virus+into+the+Mouse+Brain.">Convection Enhanced Delivery of Recombinant Adeno-associated Virus into the Mouse Brain.</a> Methods in Molecular Biology. 1382, 285-295 (2016).</li><li>Ohlfest, J. R., 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=Combinatorial+antiangiogenic+gene+therapy+by+nonviral+gene+transfer+using+the+sleeping+beauty+transposon+causes+tumor+regression+and+improves+survival+in+mice+bearing+intracranial+human+glioblastoma.">Combinatorial antiangiogenic gene therapy by nonviral gene transfer using the sleeping beauty transposon causes tumor regression and improves survival in mice bearing intracranial human glioblastoma.</a> Molecular Therapy. 12 (5), 778-788 (2005).</li><li>Yin, D., Forsayeth, J., Bankiewicz, K. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optimized+cannula+design+and+placement+for+convection-enhanced+delivery+in+rat+striatum.">Optimized cannula design and placement for convection-enhanced delivery in rat striatum.</a> Journal of Neuroscience Methods. 187 (1), 46-51 (2010).</li><li>Mamot, C., 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=Extensive+distribution+of+liposomes+in+rodent+brains+and+brain+tumors+following+convection-enhanced+delivery.">Extensive distribution of liposomes in rodent brains and brain tumors following convection-enhanced delivery.</a> Journal of Neuro-Oncology. 68 (1), 1-9 (2004).</li><li>Saito, R., 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=Tissue+affinity+of+the+infusate+affects+the+distribution+volume+during+convection-enhanced+delivery+into+rodent+brains:+implications+for+local+drug+delivery.">Tissue affinity of the infusate affects the distribution volume during convection-enhanced delivery into rodent brains: implications for local drug delivery.</a> Journal of Neuroscience Methods. 154 (1-2), 225-232 (2006).</li><li>Oh, S., 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=Improved+distribution+of+small+molecules+and+viral+vectors+in+the+murine+brain+using+a+hollow+fiber+catheter.">Improved distribution of small molecules and viral vectors in the murine brain using a hollow fiber catheter.</a> Journal of Neurosurgery. 107 (3), 568-577 (2007).</li><li>Barua, N. U., 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=A+novel+implantable+catheter+system+with+transcutaneous+port+for+intermittent+convection-enhanced+delivery+of+carboplatin+for+recurrent+glioblastoma.">A novel implantable catheter system with transcutaneous port for intermittent convection-enhanced delivery of carboplatin for recurrent glioblastoma.</a> Drug Delivery. 23 (1), 167-173 (2016).</li><li>Rosenbluth, K. H., 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=Design+of+an+in-dwelling+cannula+for+convection-enhanced+delivery.">Design of an in-dwelling cannula for convection-enhanced delivery.</a> Journal of Neuroscience Methods. 196 (1), 118-123 (2011).</li><li>Debinski, W., Tatter, S. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Convection-enhanced+delivery+for+the+treatment+of+brain+tumors.">Convection-enhanced delivery for the treatment of brain tumors.</a> Expert Review of Neurotherapeutics. 9 (10), 1519-1527 (2009).</li><li>MacKay, J. A., Deen, D. F., Szoka, 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=Distribution+in+brain+of+liposomes+after+convection+enhanced+delivery;+modulation+by+particle+charge,+particle+diameter,+and+presence+of+steric+coating.">Distribution in brain of liposomes after convection enhanced delivery; modulation by particle charge, particle diameter, and presence of steric coating.</a> Brain Research. 1035 (2), 139-153 (2005).</li><li>Chen, Z. 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=A+realistic+brain+tissue+phantom+for+intraparenchymal+infusion+studies.">A realistic brain tissue phantom for intraparenchymal infusion studies.</a> Journal of Neurosurgery. 101 (2), 314-322 (2004).</li><li>Sampson, J. H., 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=Poor+drug+distribution+as+a+possible+explanation+for+the+results+of+the+PRECISE+trial.">Poor drug distribution as a possible explanation for the results of the PRECISE trial.</a> Journal of Neurosurgery. 113 (2), 301-309 (2010).</li><li>Wick, W., Weller, M., 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=Trabedersen+to+target+transforming+growth+factor-beta:+when+the+journey+is+not+the+reward,+in+reference+to+Bogdahn+et+al.+(Neuro-Oncology+2011;13:132-142).">Trabedersen to target transforming growth factor-beta: when the journey is not the reward, in reference to Bogdahn et al. (Neuro-Oncology 2011;13:132-142).</a> Neuro-Oncology. 13 (5), 559-560 (2011).</li><li>Saito, R., Tominaga, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Convection-enhanced+delivery+of+therapeutics+for+malignant+gliomas.">Convection-enhanced delivery of therapeutics for malignant gliomas.</a> Neurologia Medico-Chirurgica. 57 (1), 8-16 (2017).</li><li>Bedussi, B., 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=Clearance+from+the+mouse+brain+by+convection+of+interstitial+fluid+towards+the+ventricular+system.">Clearance from the mouse brain by convection of interstitial fluid towards the ventricular system.</a> Fluids Barriers CNS. 12, 23 (2015).</li><li>Noroxe, D. S., Poulsen, H. S., Lassen, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hallmarks+of+glioblastoma:+a+systematic+review.">Hallmarks of glioblastoma: a systematic review.</a> ESMO Open. 1 (6), e000144 (2016).</li><li>Boucher, Y., Salehi, H., Witwer, B., Harsh, G. R. t., Jain, R. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Interstitial+fluid+pressure+in+intracranial+tumours+in+patients+and+in+rodents.">Interstitial fluid pressure in intracranial tumours in patients and in rodents.</a> British Journal of Cancer. 75 (6), 829-836 (1997).</li><li>Glushakova, O. Y., 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=Prospective+clinical+biomarkers+of+caspase-mediated+apoptosis+associated+with+neuronal+and+neurovascular+damage+following+stroke+and+other+severe+brain+injuries:+Implications+for+chronic+neurodegeneration.">Prospective clinical biomarkers of caspase-mediated apoptosis associated with neuronal and neurovascular damage following stroke and other severe brain injuries: Implications for chronic neurodegeneration.</a> Brain Circulation. 3 (2), 87-108 (2017).</li><li>Vom Berg, 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=Inhibition+of+IL-12/IL-23+signaling+reduces+Alzheimer's+disease-like+pathology+and+cognitive+decline.">Inhibition of IL-12/IL-23 signaling reduces Alzheimer's disease-like pathology and cognitive decline.</a> Nature Medicine. 18 (12), 1812-1819 (2012).</li><li>Vom Berg, 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=Intratumoral+IL-12+combined+with+CTLA-4+blockade+elicits+T+cell-mediated+glioma+rejection.">Intratumoral IL-12 combined with CTLA-4 blockade elicits T cell-mediated glioma rejection.</a> Journal of Experimental Medicine. 210 (13), 2803-2811 (2013).</li><li>Kurdi, 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=Continuous+administration+of+the+mTORC1+inhibitor+everolimus+induces+tolerance+and+decreases+autophagy+in+mice.">Continuous administration of the mTORC1 inhibitor everolimus induces tolerance and decreases autophagy in mice.</a> British Journal of Pharmacology. 173 (23), 3359-3371 (2016).</li></ol>

الولادة المعززة الحمل الحراري، أو ضخ المخدرات بوساطة الضغط في الدماغ، واقترح لأول مرة في أوائل عام 19903. هذا النهج وعود التسريب من كميات كبيرة من الدماغ وراء حاجز الدم في الدماغ بطريقة تسيطر عليها2. ومع ذلك، حتى الآن، تم إجراء عدد قليل فقط من التجارب السريرية باستخ?...

يشكل حاجز الدم في الدماغ (BBB) حدودًا شبه قابلة للنفاذ تفصل الجهاز العصبي المركزي (CNS) عن الدورة الدموية. الوصول إلى الجهاز العصبي الوطني مع العلاجات هو ضروري ولكن في سياق أمراض مختلفة، مثل أورام الدماغ، مرض الزهايمر (AD) أو مرض باركنسون (PD) من بين أمور أخرى1. وهذا يصبح مهما في تطوير علاجات جديدة، وخاصة إذا كان الدواء اختبار معارض ضعف نفاذية BBB أو التعرض المنهجي يمكن أن يؤدي إلى سمية خطيرة1،2. تعرض بعض الأجسام المضادة المستخدمة سريرياً كلا من هذه الميزات. والحل لهذه المشكلة هو تقديم العلاجات مباشرة وراء BBB.
الولادة المعززة بالحمل الحراري (CED) هي تقنية جراحة عصبية تمكن من التسريب الفعال لأحجام الدماغ الكبيرة. ويتحقق ذلك عن طريق تركيب قسطرة واحدة أو أكثر جراحيًا في المنطقة المستهدفة. أثناء تطبيق الدواء ، يتم تشكيل تدرج ضغط عند فتح القسطرة ، والذي يصبح القوة الدافعة لتشتت الإنفطن في الأنسجة3،4. وبالتالي فإن مدة التسريب وليس معاملات الانتشار هي التي تحدد نطاق التسريب2و4و5 . وهذا يوفر تسليم موحد من infusate على حجم الدماغ أكبر بكثير بالمقارنة مع التقليدية, انتشار على أساس أساليب الحقن داخل الدماغ2,6. في الوقت نفسه، هذه الطريقة التسليم لديه خطر أقل من تلف الأنسجة2. وبناء على ذلك، يمكن أن تمكن CED الإدارة الآمنة والفعالة من العلاج الكيميائي التقليدي لعلاج أورام الجهاز العصبي المركزي، فضلا عن تسليم العوامل المناعية أو الأجسام المضادة المؤلمة والعدائية في العديد من اضطرابات الجهاز العصبي المركزي الأخرى2 ،7،8،9. يتم اختبار CED حاليا في علاجات مرض باركنسون، مرض الزهايمر، فضلا عن الورم الدبقي عالية الجودة2،7،8،10،11.
تصميم القسطرة ونظام الحقن هي من أهم العوامل التي تؤثر على نتيجة CED 10،12،13،14،15،16. وعلاوة على ذلك، فإنه يتطلب خصائص فيزيائية كيميائية محددة من إينفوسات، بما في ذلك حجم معتدل من الجسيمات، وتهمة الأنيونية، وانخفاض تقارب الأنسجة 10،17. كل من هذه المعلمات يجب أن تكون قابلة للتكيف وفقا للسمات النسيجية لمنطقة الدماغ لتكون مستهدفة2،10،17.
هنا نقوم بوصف منهجية لأداء CED من محلول الأجسام المضادة في putamen caudate (striatum) من الفئران. وعلاوة على ذلك، يتضمن البروتوكول إعداد قسطرة الخطوة في إعداد المختبر، واختبارها في المختبر وإجراء CED.
هناك العديد من تصاميم القسطرة المتاحة في الأدب، وتختلف على شكل قنية، والمواد المستخدمة وعدد فتحات القسطرة12،15،18،19،20 ،21،22. نحن نستخدم قسطرة خطوة مصنوعة من السيليكا الشعيرات الدموية المنصهرة جاحظ 1 ملم من إبرة معدنية نهاية حادة. هذا التصميم القسطرة يمكن تصنيعها بسهولة في مختبر البحوث وreproducibly يعطي نتائج جيدة CED عند اختبارها في المختبر مع كتل أغاروز مع المعلمات المادية تشبه parenchyma الدماغ في الجسم الحي23.
وعلاوة على ذلك، نقوم بتنفيذ نظام منحدر لتقديم 5 ميكرولتر من الإنفتوسات في الجسم الحي. في مثل هذا البروتوكول يتم زيادة معدل الحقن من 0.2 ميكرولتر / دقيقة إلى حد أقصى قدره 0.8 ميكرولتر / دقيقة، وبالتالي تقليل فرص الجزر الإنفذي على طول القسطرة وكذلك خطر تلف الأنسجة16. باستخدام هذا البروتوكول، قمنا بإدارة الفئران بنجاح مع ما يصل إلى 20 ميكروغرام من الأجسام المضادة في 5 ميكرولتر من PBS على مدى 11 دقيقة 30 ثانية.
ويمكن تعديل البروتوكول بسهولة لأحجام التسريب الأخرى أو لحقن مواد أخرى مختلفة، مثل العلاج الكيميائي، السيتوكينات،الجسيمات الفيروسية أو liposomes 2،10،14،18 ،22. في حالة استخدام الإنفتوسات مع خصائص كيميائية نباتية مختلفة بشكل كبير مقارنة بمحلول ملحي مُسحَرَّص بالفوسفات (PBS) أو السائل النخاعي الاصطناعي (aCSF)، يوصى بخطوات إضافية للتحقق من صحة الأجسام. لتجميع القسطرة، والتحقق من الصحة وCED، ونحن نصف جميع الخطوات باستخدام الروبوت مجسمة مع وحدة الحفر والحقن شنت على إطار مجسم منتظم. ويمكن أيضا أن يتم تنفيذ هذا الإجراء مع إطار مجسم يدوي متصل بمضخة التسريب الصغير القابلة للبرمجة التي يمكن أن تدفع المحاقن الدقيقة الزجاج الموصوفة.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>10 &#956;L syringe</td>
			<td>Hamilton</td>
			<td>7635-01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>27 G blunt end needle</td>
			<td>Hamilton</td>
			<td>7762-01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Agarose</td>
			<td>Promega</td>
			<td>V3121</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Atipamezol</td>
			<td>Janssen</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bone wax</td>
			<td>Braun</td>
			<td>1029754</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Buprenorphine</td>
			<td>Indivior Schweiz AG</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Carprofen</td>
			<td>Pfizer AG</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dental drill bits, steel, size ISO 009</td>
			<td>Hager &#38; Meisinger</td>
			<td>1RF009</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethanol 100%</td>
			<td>Reuss-Chemie AG</td>
			<td>179-VL03K-/1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fentanyl</td>
			<td>Helvepharm AG</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>FITC-Dextran, 2000 kDa</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>FD2000S</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Flumazenil</td>
			<td>Labatec Pharma AG</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Formaldehyde</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>F8775-500ML</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>High viscosity cyanoacrylate glue</td>
			<td>Migros</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Iodine solution</td>
			<td>Mundipharma</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Medetomidin</td>
			<td>Orion Pharma AG</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microforge</td>
			<td>Narishige</td>
			<td>MF-900</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Midazolam</td>
			<td>Roche Pharma AG</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ophthalmic ointment</td>
			<td>Bausch + Lomb</td>
			<td>Vitamin A Blache</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PBS</td>
			<td>ThermoFischer Scientific</td>
			<td>10010023</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polyclonal goat anti-rat IgG (H+L) antibody coupled with Alexa Fluor 647</td>
			<td>Jackson Immuno</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scalpels</td>
			<td>Braun</td>
			<td>BB518</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silica tubing internal diameter 0.1 mm, wall thickness of 0.0325 mm</td>
			<td>Postnova</td>
			<td>Z-FSS-100165</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stereotactic frame for mice</td>
			<td>Stoelting</td>
			<td>51615</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stereotactic robot</td>
			<td>Neurostar</td>
			<td>Drill and Injection Robot</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Succrose</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>S0389-500G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Topical tissue adhesive</td>
			<td>Zoetis</td>
			<td>GLUture</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trypan blue</td>
			<td>ThermoFischer Scientific</td>
			<td>15250061</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Water</td>
			<td>Bichsel</td>
			<td>1000004</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

delivery of antibodies into the murine brain via convection-enhanced delivery

الولادة المعززة بالحمل الحراري (CED) هي تقنية جراحة عصبية تمكن من التسريب الفعال لأحجام الدماغ الكبيرة باستخدام نظام القسطرة. ويوفر هذا النهج طريقة آمنة للتسليم عن طريق اجتياز حاجز الدم في الدماغ ، مما يسمح بالعلاج بالعلاجات ذات نفاذية BBB الضعيفة أو تلك التي لا يُطلب التعرض المنهجي لها، على سبيل المثال، بسبب السمية. يتطلب CED تحسين تصميم القسطرة، وبروتوكول الحقن، وخصائص الإنفتوسات. مع هذا البروتوكول ونحن نصف كيفية تنفيذ CED من حل يحتوي على ما يصل إلى 20 ميكروغرام من الأجسام المضادة في putamen caudate من الفئران. وهو يصف إعداد القسطرة خطوة، واختبارها في المختبر وإجراء CED في الفئران باستخدام برنامج حقن منحدر. ويمكن تعديل البروتوكول بسهولة لأحجام التسريب الأخرى، ويمكن استخدامه لحقن مختلف التتبعأو المواد النشطة أو غير النشطة من الناحية الدوائية، بما في ذلك العلاج الكيميائي، السيتوكينات، والجسيمات الفيروسية، وliposomes.

يتيح هذا البروتوكول إعداد قسطرة الخطوة (الشكل 1) لاستخدامها في إجراء CED في بيئة مختبرية. من أجل السيطرة على القسطرة للتسرب، الجزر على طول الجهاز إبرة وانسداد، ونحن نوصي بإجراء حقن صبغة، على سبيل المثال، trypan الحل الأزرق، في كتلة أغاروز. يصور الشكل 3 سحابة من ا?...

Watch this Scientific Journal Video about Delivery of Antibodies into the Murine Brain via Convection-enhanced Delivery at JoVE.com

Delivery of Antibodies into the Murine Brain via Convection-enhanced Delivery

الولادة المعززة بالحمل الحراري (CED) هي طريقة تمكن من الولادة الفعالة للعلاجات في الدماغ عن طريق التسريب المباشر لأحجام الأنسجة الكبيرة. يتطلب الإجراء استخدام القسطرة وإجراء حقن مُحسَّن. يصف هذا البروتوكول منهجية CED لجسم مضاد في دماغ الماوس.

تسليم الأجسام المضادة إلى الدماغ مورين عن طريق الحمل الحراري تعزيز التسليم

Convection-enhanced delivery (CED) is a neurosurgical technique enabling effective perfusion of large brain volumes using a catheter system. Such an ...

يمكن استخدام هذا البروتوكول لإجراء التسليم المعزز بالتحميل الحراري في القوارض الصغيرة باستخدام نظام قسطرة خطوة للضخ الموحد القابل للتعديل لمناطق الدماغ المستهدفة. ميزة التسليم المعزز الحراري هي أنه يسمح بتسليم المواد إلى المنطقة ذات الاهتمام متجاوزة حاجز الدم في الدماغ مع تلف الأنسجة أو الجزر القليل. هذه التقنية مفيدة في المقام الأول لتوصيل المواد العلاجية مثل الأجسام المضادة في الدماغ.ويمكن بالتالي أن تستخدم لاستهداف العديد من الحالات العصبية. إثبات الإجراء سيكون (ميشال بيفنجر) طبيب ما بعد الدكتوراه من مختبري تبدأ بقطع قطعة من أنابيب الشعيرية السيليكا تنصهر مع القطر الداخلي من 0.1 ملليمتر وسمك الجدار من 0.325 ملليمتر إلى طول 30 ملليمتر.بعد فحص أنابيب للشقوق استخدام microforge لتسخين نهايات لضمان فتحات الأنابيب لها سطح أملس. المقبل, تحميل إبرة 27 قياس على حقنة 10 ميكرو لتر ووضع الحقنة في الروبوت stereotactic. استخدام الروبوت لتحريك حقنة على سطح صلب ولمس السطح مع طرف إبرة.بعد الإشارة إلى هذا الموقف رفع الإبرة لتمكين وضع الشعيرية السيليكا تنصهر داخل الإبرة بحيث 20 ملليمتر من شعري يبرز من الإبرة. استخدام ماصة لنشر بالتساوي اثنين من microliters من مادة سياناوكوريلات عالية اللزوجة على مشابع شعرية بدءا من الإبرة المعدنية والانتهاء من عشرة ملليمترات فوق الطرف السفلي من الشعرية. استخدم الروبوت المجسم لخفض الإبرة المعدنية حتى تكون طرف الإبرة ملليمتر واحد فوق السطح المرجعي لإصلاح الشعيرية السيليكا المُندمجة في الإبرة المعدنية التي تشكل خطوة واحدة من طرف الإبرة المعدنية.إزالة أي الغراء الزائدة تشكيل في نهاية الإبرة المعدنية لتجنب زرع خطوة القسطرة. تحقق من طرف تحت المجهر للتأكد من أن جميع الغراء الزائد قد أزيلت. ثم انتظر 15 دقيقة حتى يصلب الغراء وإزالة الحقنة مع القسطرة من الروبوت.لخطوة القسطرة اختبار قطع توطدت 0.6٪ agarose هلام في 20 كتل من قبل 20 ملليمتر وملء يدويا حقنة قسطرة خطوة مع 10 ميكرولترات من 0.4٪ محلول أزرق trypan. باستخدام الروبوت المجسم، الاستغناء عن ميكرولتر واحد من الصبغة في 0.2 ميكرو لتر في الدقيقة لتقييم ختم خطوة القسطرة أثناء إجراء التثبيت. يجب أن يكون حل تريبان الأزرق مرئيًا فقط على طرف القسطرة.مسح بعيدا صبغة مع نسيج الورق ووضع كتلة agarose في الروبوت stereotactic. معايرة الروبوت قال أن يتم الرجوع إلى غيض من القسطرة ضد سطح كتلة agarose. تعيين تسلسل نسبة من وحدات تخزين الحقن وفقا لخطة تجريبية محددة.لحقن الحل في putamen مورين caudate، تعيين الحقن إلى جبهة ملليمتر واحد واحد ونصف إلى اثنين ملليمترات الجانبي من موقف بريما على عمق 3.5 ملليمتر. عندما الإبرة في موقف بدء إجراء التسليم المعزز الحمل الحراري وحقن خمسة ميكرولترات من محلول تريبان الأزرق في كتلة agarose. تقييم شكل سحابة تريبان الزرقاء في agarose والتسرب المحتمل على طول القناة القسطرة.لا ينبغي أن يكون أي تدفق خلفي كبير على طرف الإبرة المعدنية مرئيًا. بعد الحقن ترك القسطرة في مكان لمدة دقيقتين قبل سحب الإبرة في ملليمتر واحد في الدقيقة لضمان التشتت السليم للسوائل في الدماغ وختم من المسالك الحقن أثناء عملية الإزالة. ضع كتلة agarose جديدة في الروبوت وابدأ حقنة ثانية من ميكرولتر واحد في 0.2 ميكرو لتر في الدقيقة لتقييم انسداد القسطرة داخل agarose.وينبغي أن تكون مرة أخرى الأزرق trypan سحابة من غيض من القسطرة مباشرة بعد بدء الحقن. ثم تقييم ما إذا كان حجم بقايا في حقنة يتوافق مع 3 ميكرولترات كما قد تشير أي اختلافات تسرب السوائل من خلال القسطرة تركيب أو المكبس حقنة. لحقن الأجسام المضادة في المخطط مورين تأكيد عدم وجود استجابة لقرصة الجلد في ماوس تخدير وحلق الرأس مع تشذيب الشعر.تطهير الجلد مع مسحات القطن غارقة في محلول اليود. استخدم مشرطًا لعمل شق جلدي 10 ملليمترات على طول خط الوسط القحفي على مستوى العين. إصلاح الماوس في إطار stereotactic باستخدام المشبك الأنف والأذن القضبان، مع الحرص على أن سطح الجمجمة هو أفقي ومؤمن بإحكام.ضع الحقنة في الروبوت المجسم ومزامنة بت الحفر مع طرف القسطرة على نقطة مرجعية. استخدام ملقط لسحب الجلد وتوطين bregma على سطح الجمجمة. bregma المرجعية في البرنامج باستخدام غيض من بت الحفر ونقل الحفر إلى واحد ملليمتر الأمامية واثنين ملليمتر الجانبي من موقف bregma.حفر حفرة دبر مع الحرص على عدم تلف ماطر دورا ونقل الحقنة فوق حفرة دبر. الاستغناء 0.5 إلى ميكرولتر واحد من الحقنة لضمان عدم ترك فقاعات الهواء في القسطرة. بدء الحمل الحراري تعزيز التسليم كما هو موضح، ومراقبة سطح الجمجمة لأي آثار تدفق السوائل من بقعة الحقن.في نهاية عملية التسليم وإزالة القسطرة بدء ضخ حقن في 0.2 ميكرو لتر في الدقيقة للتحقق من وجود أدلة على انسداد القسطرة أثناء الحقن. إذا لم يحدث انسداد ينبغي أن يلاحظ على الفور قطرة من مزيج الحقن القادمة من طرف القسطرة. في هذه الصورة من سحابة من تريبان الزرقاء تشكيل بعد حقن واحد ميكرولتر من الصبغة في 0.5 ميكرو لتر في الدقيقة الواحدة باستخدام القسطرة المعززة الحراري كما هو موضح، لم يكن أي ارتجاع على طول القناة الإبر مرئية على مدى بداية خطوة القسطرة.وشكلت السحابة المشتتة شكلا كرويا مرغوبا فيه. في هذه الصورة باستخدام إبرة نهاية حادة ومع ذلك، يمكن ملاحظة ارتجاع كبير. وتجدر الإشارة إلى أن الحمل الحراري المعزز يمكن من ضخ كميات كبيرة في الدماغ مورين بطريقة موحدة وأقل ضررا الأنسجة مقارنة بالحقن التقليدي.في كلا النوعين من التسليم هناك ملف تعريف توزيع نموذجي للجسم المضاد وجزيئات ديكستران على الكسوة الإحضارية. ومع ذلك ، فإن ملف تشتت الأجسام المضادة عن طريق الحقن أكثر انتشارًا مما لوحظ لـ dextran الوزن الجزيئي العالي بعد التسليم المعزز الحراري ، مما يجسد الاختلافات في التوزيع بين الضخات المختلفة. كما القسطرة يمكن أن تسد يحتمل خلال ضخ الدماغ, من المهم للتحقق من ذلك مباشرة بعد عن طريق الاستغناء ببطء حجم صغير من التسريب.يمكن أن يكون هذا الإجراء بمثابة وسيلة لتقديم المركبات النشطة دوائيًا إلى الدماغ ويجب أن يتبعها رصد وثيق لأعراض المرض والآثار الجانبية المتوقعة. هذه التقنية تمكن من ضخ منطقة الدماغ دقيقة مع العلاجات بما في ذلك الأجسام المضادة، وفتح إمكانيات جديدة لتطوير العلاجات المستهدفة الجهاز العصبي المركزي.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Targeting of Deep Brain Structures with Microinjections for Delivery of Drugs, Viral Vectors, or Cell Transplants

استهداف المنشآت الدماغ العميق مع Microinjections لتسليم المخدرات وناقلات فيروسية ، أو زرع الخلايا

Microinjections into the brain parenchyma are important procedures to deliver drugs, viral vectors or cell transplants.  The brain lesion that an ...

Gene Delivery to Postnatal Rat Brain by Non-ventricular Plasmid Injection and Electroporation

تسليم الجينات إلى الدماغ الجرذ بعد الولادة من غير البطين حقن البلازميد وElectroporation

Creation of transgenic animals is a standard approach in studying functions of a gene of interest in vivo. However, many knockout or transgenic animals ...

Efficient Gene Delivery into Multiple CNS Territories Using In Utero Electroporation

Efficient Gene Delivery into Multiple CNS Territories Using In Utero Electroporation

كفاءة توصيل الجينات في الجهاز العصبي المركزي متعددة باستخدام الأراضي في الرحم Electroporation

The ability to manipulate gene expression is the cornerstone of modern day experimental embryology, leading to the elucidation of multiple developmental ...

Direct Intraventricular Delivery of Drugs to the Rodent Central Nervous System

مباشرة داخل البطين تسليم المخدرات الى القوارض الجهاز العصبي المركزي

Due to an inability to cross the blood brain barrier, certain drugs need to be directly delivered into the central nervous system (CNS). Our lab focuses ...

Stereotaxic Infusion of Oligomeric Amyloid-beta into the Mouse Hippocampus

تسريب التجسيمي من بلازميدة قليلة القسيمات اميلويد بيتا في الحصين ماوس

Alzheimer&#8217;s disease is a neurodegenerative disease affecting the aging population. A key neuropathological feature of the disease is the ...

Implantation of Miniosmotic Pumps and Delivery of Tract Tracers to Study Brain Reorganization in Pathophysiological Conditions

زرع Miniosmotic مضخات والتسليم استشفاف المسالك لدراسة إعادة تنظيم الدماغ في حالة المرضية

Pharmacological treatment in animal models of cerebral disease imposes the problem of repeated injection protocols that may induce stress in animals and ...

Utilizing Combined Methodologies to Define the Role of Plasma Membrane Delivery During Axon Branching and Neuronal Morphogenesis

الاستفادة المشتركة منهجيات لتحديد دور البلازما غشاء تسليم خلال أكسون التشعب والعصبية التشكل

During neural development, growing axons extend to multiple synaptic partners by elaborating axonal branches. Axon branching is promoted by extracellular ...

Designing, Packaging, and Delivery of High Titer CRISPR Retro and Lentiviruses via Stereotaxic Injection

تصميم والتعبئة والتغليف، وتسليم العليا العيار الحجمي كريسبر الرجعية وLentiviruses عبر التجسيمي الحقن

Replication defective lentiviruses or retroviruses are capable of stably integrating transgenes into the genome of an infected host cell. This technique ...

Mouse Microsurgery Infusion Technique for Targeted Substance Delivery into the CNS via the Internal Carotid Artery

Mouse Microsurgery Infusion Technique for Targeted Substance Delivery into the CNS via the Internal Carotid Artery

الماوس المجهرية تسريب تقنية لالمستهدفة المواد تسليم في الجهاز العصبي المركزي<i&gt; عبر</i&gt; في الشريان السباتي الداخلي

Animal models of central nervous system (CNS) diseases and, consequently, blood-brain barrier disruption diseases, require the delivery of exogenous ...