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

Эта работа была поддержана грантами Цюрихского университета (FK-15-057), Фонда новартисов по медико-биологическим исследованиям (16C231) и Швейцарского онкологического исследования (KFS-3852-02-2016, KFS-4146-02-2017) Иоганнесу Фому Бергу и BRIDGE Proof of Concept (20B1-1 177300) Линде Шеллхаммер.

Все описанные здесь методы были одобрены Швейцарским кантональным ветеринарным управлением под номером лицензии No246/15.
1. Подготовка степных катетеров
<ol><li>Приготовление смирения кремнезема для ступени катетера
	<ol>
<li>Вырезать сросшиеся кремнезема капилляра с...

<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>

Конвекционно-увеличенная поставка, или давление-опосредованное инфузия снадобья в мозг, сперва была предложена в начале 19903. Этот подход обещает perfusion больших объемов мозга за гематоэнцефалический барьер в контролируемой манере2. Тем не менее, до сих пор, тольк...

Гематоэнцефалический барьер (BBB) образует полупроницаемую границу, отделяющую центральную нервную систему (ЦНС) от кровообращения. Достижение ЦНС с терапевтическими, однако, необходимо в контексте различных заболеваний, как опухоли головного мозга, болезнь Альцгеймера (AD) или болезнь Паркинсона (PD) среди других1. Это становится важным в разработке новых методов лечения, особенно если проверенный препарат проявляет плохую проницаемость BBB или его системное воздействие может привести к опасной токсичности1,2. Некоторые из клинически используемых антител отображают обе эти особенности. Решение этой проблемы было бы доставить терапии непосредственно за BBB.
Конвекционные усовершенствованные роды (CED) - нейрохирургическая методика, позволяющая эффективно перфузить больших объемов мозга. Это достигается хирургическим путем установки одного или нескольких катетеров в целевой области. Во время применения препарата при открытии катетера образуется градиент давления, который становится движущей силой дисперсии инфузата в ткани3,4. Таким образом, продолжительность инфузии, а не диффузионные коэффициенты определяют диапазон перфузии2,4,5. Это обеспечивает равномерное доставки инфузата в течение гораздо большего объема мозга по сравнению с обычными, диффузии на основе методов внутримозговой инъекции2,6. В то же время, эта модальность доставки имеет более низкий риск повреждения тканей2. Соответственно, CED может обеспечить безопасное и эффективное введение обычных химиотерапевтических методов лечения опухолей ЦНС, а также доставку иммуномодулирующих средств или агонистических и антагонистических антител во множестве других расстройств ЦНС2 ,7,8,9. CED в настоящее время тестируется в терапии болезни Паркинсона, болезни Альцгеймера, а также полноценной глиомы2,7,8,10,11.
Конструкция катетера и режим инъекций являются одними из наиболее важных факторов, влияющих на исход CED 10,12,13,14,15,16. Кроме того, он требует специфических физико-химических свойств инфузата, включая умеренный размер частиц, анионический заряд и сродство низкой ткани 10,17. Каждый из этих параметров должен быть потенциально скорректирован в соответствии с гистологическими особенностями области мозга, которые будут направлены2,10,17.
Здесь мы описываем методологию для выполнения CED раствора антител в caudate putamen (striatum) мышей. Кроме того, протокол включает в себя подготовку ступенчатых катетеров в лабораторной установке, тестирование их в пробирке и выполнение CED.
Есть несколько конструкций катетера доступны в литературе, отличаясь по форме канюли, используемых материалов и количество катетер отверстия12,15,18,19,20 ,21,22. Мы используем ступенчатый катетер из сросшёрного капилляра, выступающего на 1 мм от тупой металлической иглы. Этот катетер дизайн может быть легко изготовлены в исследовательской лаборатории и воспроизводимо дает хорошие результаты CED при тестировании в пробирке с агарозными блоками с физическими параметрами, напоминающими мозг parenchyma in vivo23.
Кроме того, мы внедряем режим наращивания для доставки 5 зЛ инфусата in vivo. В таком протоколе скорость инъекций увеличивается с 0,2 л/мин до максимума 0,8 л/мин, тем самым сводя к минимуму вероятность инфузатного рефлюкса вдоль катетера, а также риск повреждения тканей16. Используя этот протокол, мы успешно вводили мышам до 20 мкг антител в 5 Л ПБС в течение 11 мин 30 с.
Протокол может быть легко скорректирован для других объемов инфузии или для инъекций различных других веществ, например, химиотерапевтических препаратов, цитокинов, вирусных частиц или липосом2,10,14,18 ,22. В случае использования инфузата с кардинально различными физикохимическими свойствами по сравнению с фосфатным буферным сольником (PBS) или искусственным спинномозговой жидкостью (aCSF) раствором антител рекомендуется, рекомендуются дополнительные шаги проверки. Для сборки катетера, проверки и CED мы описываем все шаги с помощью стереотаксического робота с дрелью и инъекционным блоком, установленным на обычную стереотаксическую раму. Эта процедура также может быть выполнена с ручной стереотаксической рамой, подключенной к программируемому микроинфузионному насосу, который может управлять описанными стеклянными микросилиями.

<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

Конвекционные расширенные поставки (CED) является нейрохирургической техникой, позволяющей эффективно перфузии больших объемов мозга с помощью системы катетера. Такой подход обеспечивает безопасный метод доставки путем прохождения гематоэнцефалического барьера (BBB), что позволяет лечение с терапевтическими с плохой BBB-проницаемость или те, для которых системное воздействие не желательно, например, из-за токсичности. CED требует оптимизации конструкции катетера, протокола инъекций и свойств инфузата. С помощью этого протокола мы описываем, как выполнять CED раствора, содержащего до 20 мкг антитела в каудат путамины мышей. Он описывает подготовку шага катетеров, тестирование их в пробирке и выполнения CED у мышей с помощью рампы программы инъекций. Протокол может быть легко скорректирован для других объемов инфузии и может быть использован для инъекций различных трассаторов или фармакологически активных или неактивных веществ, включая химиотерапию, цитокины, вирусные частицы и липосомы.

Этот протокол позволяет подготовить ступенчатые катетеры(рисунок 1) для использования в процедуре CED в лабораторных условиях. Для того, чтобы контролировать катетеры для утечки, рефлюкс вдоль иглы тракта и засорения, мы рекомендуем выполнять инъекции красителя, наприме...

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

Конвекционные расширенные поставки (CED) является методом, позволяющим эффективной доставки терапии в мозг путем прямого перфузии больших объемов тканей. Процедура требует использования катетеров и оптимизированной процедуры инъекций. Этот протокол описывает методологию CED антитела в мозг мыши.

Доставка антител в мозг Мурин через конвекционно-увеличенную доставку

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

Этот протокол может быть использован для выполнения конвекции расширенной доставки у мелких грызунов с помощью системы шаг катетер для регулируемой равномерной перфузии целевых областей мозга. Преимущество конвекционной доставки заключается в том, что она позволяет доставку веществ в область интересов в обход гемового барьера с небольшим повреждением тканей или рефлюксом. Этот метод в первую очередь полезен для доставки терапевтических веществ, таких как антитела в мозг.И поэтому может быть использован для целевой многих неврологических заболеваний. Демонстрацией процедуры будет Михал Beffinger, пост-док из моей лаборатории. Начните с разрезания куска сплавленной силика капиллярной трубки с внутренним диаметром 0,1 миллиметра и толщиной стены 0,325 миллиметра до длины 30 миллиметров.После изучения труб для трещин использовать микрофорж для обогрева концы, чтобы обеспечить трубки отверстия имеют гладкую поверхность. Затем смонтировать 27-калибровочный иглу на 10-литровый шприц и поместить шприц в стереотаксического робота. Используйте робота, чтобы переместить шприц по твердой поверхности и коснуться поверхности кончиком иглы.После того, как это положение поднять иглу, чтобы размещение сплавленного кремнезема капилляров внутри иглы так, что 20 миллиметров капилляра выступает от иглы. Используйте пипетку, чтобы равномерно распределить два микролитера высокой вязкости цианоакрилата клей над капилляром, начиная с металлической иглы и заканчивая десять миллиметров над нижним концом капилляра. Используйте стереотаксического робота, чтобы опустить металлическую иглу до тех пор, пока кончик иглы не будет на один миллиметр над эталонной поверхностью, чтобы зафиксировать сплавленную капилляр кремнезема в металлической игле, образуя один миллиметр от кончика металлической иглы.Удалите излишки клея формирования в конце металлической иглы, чтобы избежать посадки катетер шаг. Проверьте наконечник под микроскопом, чтобы подтвердить, что все излишки клея были удалены. Затем подождите 15 минут, пока клей затвердеет и удалите шприц с катетером от робота.Для испытания степного катетера вырезать затвердеет 0,6%агарозный гель на 20 на 20 миллиметров блоков и вручную заполнить степной катетер шприцем с 10 микролитров фильтрованного 0,4%трипана синего раствора. Используя стереотаксического робота, обойтись один микролитер красителя на 0,2 микролитров в минуту, чтобы оценить уплотнение шага катетера во время процедуры фиксации. Трипан синий раствор должен быть виден исключительно на кончике катетера.Протрите краситель бумажной тканью и поместите блок агарозы в стереотаксического робота. Калибровать робота сказал, что кончик катетера ссылается на поверхности блока агарозы. Установите пропорциональную последовательность объемов инъекций в соответствии с конкретным экспериментальным планом.Для введения раствора в мурин caudate putamen, установить инъекцию на один миллиметр фронта и полтора-два миллиметра боковой от положения брегмы на глубине 3,5 миллиметра. Когда игла находится в положении начать конвекцию расширенной процедуры доставки и ввести пять микролитров трипан синий раствор в блок агарозы. Оцените форму трипана синего облака в агарозе и для потенциальной утечки вдоль катетерного тракта.Никакого крупного обратного потока по кончику металлической иглы быть видимым. После инъекции оставьте катетер на месте в течение двух минут, прежде чем втягивать иглу на один миллиметр в минуту, чтобы обеспечить надлежащее рассеивание жидкости в мозг и уплотнение инъекционного тракта во время удаления. Поместите новый блок агарозы в робота и начните вторую инъекцию одного микролицера на 0,2 микролитров в минуту, чтобы оценить засорение катетера в агарозе.Трипан синий должен снова образовывать облако от кончика катетера сразу после начала инъекции. Затем оцените, соответствует ли оставшийся объем в шприце 3 микролитерам, так как любые вариации могут свидетельствовать об утечке жидкости через монтаж катетера или шприца. Для инъекции антител в murine striatum подтверждают отсутствие реакции на щепотку кожи в анестезированной мыши и брить голову с триммером волос.Дезинфицировать кожу ватными тампонами, пропитанными раствором йода. Используйте скальпель, чтобы сделать 10-миллиметровый разрез кожи вдоль черепной средней линии отделки на уровне глаз. Закрепните мышь в стереотаксической раме с помощью зажима носа и ушных прутьев, заботясь о том, чтобы поверхность черепа была горизонтальной и плотно закрепленной.Поместите шприц в стереотаксического робота и синхронизировать сверло бит с кончиком катетера на точку отсчета. Используйте типсы, чтобы вытянуть кожу и локализовать брегму на поверхности черепа. Справочная брегма в программном обеспечении, используя кончик сверла бит и переместить сверло на один миллиметр фронтальной и два миллиметра боковой от положения брегмы.Просверлите отверстие заусенца заботя для того чтобы не повредить матер dura и двинуть шприц над отверстием заусенца. Выпределите от 0,5 до одного микролитора из шприца, чтобы убедиться, что пузырьки воздуха в катетере не остаются. Начало конвекции расширенной доставки, как показано, наблюдая поверхности черепа для любых следов обратного потока жидкости из места инъекции.В конце доставки и удаления катетера начать инъекцию насоса на 0,2 микролитров в минуту, чтобы проверить на наличие доказательств засорения катетера во время инъекции. Если не засорение произошло капля инъекционной смеси следует немедленно наблюдать исходя из кончика катетера. На этом изображении облако трипан синий формирования после инъекции одного микролитора красителя на 0,5 микролитров в минуту с помощью конвекции расширенного катетера, как попродемонстрировано, не рефлюкс вдоль игольчатого тракта был виден в начале катетера шаг.И рассеянное облако сформировало нужную сферическую форму. На этом изображении с помощью тупой иглы конца однако, значительный рефлюкс можно было наблюдать. Примечательно, что конвекция расширенной доставки позволяет перфузии больших объемов в мозг мурина в равномерной и менее ткани повреждения образом по сравнению с обычными инъекциями.В обоих типах родов существует типичный профиль распределения антител и декстрановых частиц по мозоли корпуса. Тем не менее, профиль дисперсии вводили антитела более рассеянным, чем наблюдается для высокого молекулярного веса декстрана после конвекции расширенной доставки, что является примером различий в распределении между различными инфузатами. Как катетер потенциально может засорить во время вливания мозга, важно, чтобы проверить его сразу же после медленно дозирования небольшой объем инфузии.Эта процедура может служить способом доставки фармакологически активных соединений в мозг и должна сопровождаться тесным мониторингом симптомов заболевания и ожидаемых побочных эффектов. Этот метод позволяет настой точной области мозга с терапии, включая антитела, открывая новые возможности для развития центральной нервной системы целевых методов лечения.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

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

Ориентация глубинных структур мозга с Микроинъекции для доставки лекарственных средств, вирусные векторы, или клеточных трансплантатов

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

Гена Доставка в послеродовой мозга крысы по Non-желудочковой плазмиды инъекция и Электропорация

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

Эффективное доставки генов в нескольких территориях ЦНС Использование In Utero Электропорация

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

Прямая Внутрижелудочковая поставке лекарственных препаратов грызунов центральной нервной системы

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

Стереотаксическая Настой олигомерных бета-амилоида в гиппокампе мыши

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

Имплантация Miniosmotic Насосы и доставка урочище TRACERS по изучению мозга реорганизации в патофизиологических условиях

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

Использование Комбинированные методики для определения роли плазмалеммы доставкой в ​​Axon ветвление и морфогенеза нейронов

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

Проектирование, Упаковка и доставка высокий титр CRISPR Retro и Лентивирусов через стереотаксической инъекции

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

Mouse микрохирургии Настой Техника для Targeted вещества Доставка в ЦНС<i&gt; с помощью</i&gt; Артерию внутренней сонной

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