Name: direct drug delivery to kidney via the renal artery
Uploaded: 2021-04-17T15:00:00
Duration: 11 min 18 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Direct Drug Delivery to Kidney via the Renal Artery at JoVE.com

Met dank aan René Remie van RRSSC voor het helpen finetunen van de techniek en Instech labs voor samenwerking bij het produceren van een speciaal ontworpen katheter. Een grote dank ook aan alle collega's van AstraZeneca R&D voor productieve discussies met tips en trucs en Xerox voor het voltooien van de video met geluid.

Experimentele procedures werden goedgekeurd door het Regionaal Comité voor de ethiek van proefdieren in Göteborg, Zweden.
1. Preoperatieve zorg
<ol><li>Gebruik steriele technieken om infecties te voorkomen.<ol>
<li>Onder narcose (bijv. isofluraan) en werkend op de meest aseptische manier mogelijk, scheert u het operatiegebied en verwijdert u de vacht met een ontharingscrème. Laat de crème ongeveer 1 minuut staan (maximaal 2 minuten om brandwonden te voorkomen). Was voorzichtig met water. Deze eerste stap kan bij voorkeur 1-2 dagen voor de operatie worden gedaan om extra koeling van het dier vlak voor de operatie te voorkomen.</li>
		<li>Breng oogsmeermiddel aan op de ogen om uitdroging te voorkomen.</li>
		<li>Om infecties te voorkomen, wast u het operatiegebied met een antiseptische huidreiniger en veegt u het gebied vlak voor de operatie af met ontsmettingsmiddel (chloorhexidine).</li>
	</ol>
</li>
	<li>Analgesie<ol>
<li>Doseer het dier vooraf met pijnstillers als het geen terminale procedure is: Buprenorfine (bijv. temgesic) 0,05-0,1 mg/kg s.c.)</li>
	</ol>
</li>
	<li>Anticoagulantia<ol>
<li>Gebruik anticoagulantia om bloedstolsels te voorkomen: 10 IE heparine door de staartader vlak voor de operatie (maximaal 5 ml/kg).</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. Chirurgische ingreep
<ol><li>Autoclaaf de instrumenten en gebruik steriele katheters. Laat de surgent zich wassen met zeep en hibiscrub en draag een gezichtsmasker, een haarnetje en een steriele chirurgische jurk en handschoenen. Laat een tweede persoon de dieren en alle "vuile" taken afhandelen.</li>
	<li>Gebruik voor de anesthesie isofluraan. Induceer anesthesie door de muis in een anesthesiebox met 5% isofluraan te plaatsen. Controleer na de inductie de diepte van de anesthesie door reflexen en ademhaling te controleren.<ol>
<li>Plaats tijdens de operatie een gezichtsmasker op de muis om een onderhoudsdosis van 2% isofluraan te geven.</li>
	</ol></li>
	<li>Was het dier met hibiscrub en chloorhexidine voordat u het op de operatietafel legt.</li>
	<li>Na het verdoven plaatst u de muis op een verwarmde chirurgische pad in een liggende positie en bevestigt u de bovenste en onderste ledematen aan de pad met behulp van plakband met lage kleefkracht. Zorg ervoor dat de bovenste ledematen in een normale positie worden gehouden om longcompressie te voorkomen. Gebruik indien mogelijk een niet-elektrische warmtebron. OPMERKING: We gebruiken inhalatie-anesthesie (bijv. isofluraan) voor gemakkelijkere aanpassingen tijdens de operatie.</li>
	<li>Drapeer de muis met plasticfolie (bijv. Press'n Seal) en voer het werk uit met een chirurgische microscoop.</li>
	<li>Bescherm de weefsels tegen uitdroging door constant zoutoplossing toe te voegen aan het operatiegebied. Dit helpt ook om het weefsel elastisch te houden en minimaliseert het risico op schade tijdens het uitvoeren van de operatie. De zoutoplossing moet ongeveer 37 °C zijn om afkoeling van het dier te voorkomen.</li>
	<li>Na het openen van de buikholte met een middellijnincisie met tang en schaar, gebruikt u een vochtig, gevouwen kompres om alle andere organen opzij te duwen om een goed zicht over het operatiegebied te krijgen.</li>
	<li>Gebruik oprolmechanismen om een goed overzicht te hebben van het operatiegebied (5 mm stompe haak).</li>
	<li>Lokaliseer de aorta en de linkernier.</li>
	<li>Reinig met behulp van twee microchirurgie tangen de aorta voorzichtig, zowel schedelf (zie 2.10.1) als caudaal (zie 2.10.2) van de nier, van omliggende weefsels en plaats er een ligatuur onder (6-0 Zijde). Zorg ervoor dat u geen structuren knijpt. Werk je een weg naar binnen door de weefsels voorzichtig uit te rekken en te trekken, zo dicht mogelijk bij de nierslagader te komen. Rond de vaten zijn er verschillende zenuwen die niet gemakkelijk te ontdekken zijn. Houd hier rekening mee, omdat beschadigde zenuwen postoperatief verlamming of andere problemen kunnen veroorzaken.<ol>
<li>Cranially (boven) de nier, gebruik deze ligatuur om de aorta op te tillen om de bloedstroom tijdelijk af te houden tijdens het uitvoeren van de injectie. In deze positie, recht boven waar de nierslagader, de aorta vertakt in de tegenovergestelde richting (naar de darmen, zie figuur 1). Om te voorkomen dat u de injectie op deze manier duwt, plaatst u de ligatuur onder deze tak. Laat de ligatuur zonder spanning achter tot het begin van de injectieprocedure.</li>
		<li>Caudally (onder) de nier, plaats de incisie dicht bij waar de aorta vertakt naar de nier / nierslagader om andere potentiële takken te voorkomen. Caudally van de nier de aorta is zeer dicht bij de buikader. Pas op dat u de ader niet beschadigt.</li>
	</ol></li>
	<li>Injectie<ol>
<li>Wanneer alle ligaturen op hun plaats zijn; strek eerst de onderste en ten tweede de bovenste ligatuur om de bloedstroom af te afgesloten om de geïnjecteerde vloeistof naar de nier te leiden.</li>
		<li>Prik met een acupunctuurnaald (Ø 0,25 mm) door en leid de (afgeronde) punt van de katheter (32GA) in de aorta en bevestig deze met een enkele knoop op de ligatuur zodat deze tijdens de injectie niet beweegt of lekt. (Figuur 1). Het gebruik van een acupunctuurnaald in plaats van een schaar maakt het mogelijk om een minimaal ingangsgat in het vat te maken.</li>
		<li>Injecteer 50 μL vloeistoffen. De nier moet bleek worden, wat aangeeft dat de injectie de nier heeft doordrenkt en op de voorbestemde plaats is beland.</li>
		<li>Op dit moment zijn er twee verschillende scenario's mogelijk.<ol>
<li>Geef wat circulatie terug aan de nier door de spanning in de bovenste ligatuur voorzichtig los te maken voordat u het ingangsgat sluit. Op deze manier wordt ischemie verzacht, maar houd er rekening mee dat het geïnjecteerde vocht mogelijk snel via de nierader kan worden verwijderd en dus niet genoeg verblijfstijd mogelijk maakt.</li>
			<li>Of ga door met een operatie zonder de bloedstroom terug te geven.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Nadat u de bovenste ligatuur opnieuw hebt aangespannen, trekt u de katheter terug, hecht u de aorta en geeft u de volledige bloedsomloop terug.<ol>
<li>Verwijder de ligatuur die de katheter vasthoudt.</li>
			<li>Trek de katheter terug.</li>
			<li>Hecht het ingangsgat met een enkele steek (ethilon 11-0, afgeronde naald).</li>
			<li>Maak eerst de onderste ligatuur los en maak dan heel langzaam de bovenste los. Als er lekkage is, draai de ligatuur dan weer aan, wacht een paar seconden en probeer het opnieuw. Houd de totale ischemietijd op maximaal 5-10 minuten om ischemische schade te voorkomen.</li>
			<li>Test de stevigheid door het gebied te duwen en te zoeken naar pulsaties en zorg ervoor dat de nier terugkeert naar "normale kleuring" om ervoor te zorgen dat de recirculatie wordt vastgesteld.</li>
			<li>Snijd de draden en verwijder de ligaturen onder de aorta.</li>
			<li>Verwijder het kompres en duw de darmen terug op hun plaats. Geef wat vocht terug, door zoutoplossing toe te voegen aan de buikholte en hecht de peritonea (Vicryl 6-0) voordat je de huid sluit met metalen clips.</li>
			<li>Voor het ontwaken krijgen de dieren subcutaan 0,7-1 ml Rehydrex. OPMERKING: De hele procedure duurt ongeveer 30-45 minuten voor een goed getrainde surgent.</li>
		</ol>
</li>
	</ol></li>
</ol>3. Postoperatieve zorg
<ol><li>Laat dieren 2-3 dagen na de operatie wakker worden in een warme omgeving door een verwarmingskussen (ongeveer 38 °C) onder een deel van de kooi te plaatsen.</li>
	<li>Blijf analgesie (Buprenorfine, bijv. temgesic 0.05-0.1 mg/kg s.c.) 2-3 keer/dag gedurende 3 dagen postoperatief.</li>
	<li>Geef 10 ml/kg Rehydrex s.c. af en toe als dieren tekenen van uitdroging vertonen.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Porvasnik, S. L., Mah, C., Polyak, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Targeting+Murine+Small+Bowel+and+Colon+Through+Selective+Superior+Mesenteric+Artery+Injection.">Targeting Murine Small Bowel and Colon Through Selective Superior Mesenteric Artery Injection.</a> Microsurgery. 30 (6), 487-493 (2010).</li><li>Rocca, C. J., Ur, S. N., Harrison, F., Cherqui, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=rAAV9+combined+with+renal+vein+injection+is+optimal+for+kidney-targeted+gene+delivery:+conclusion+of+a+comparative+study.">rAAV9 combined with renal vein injection is optimal for kidney-targeted gene delivery: conclusion of a comparative study.</a> Gene Therapy. 21 (6), 618-628 (2014).</li><li>Cai, 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=Maximum+efficacy+of+mesenchymal+stem+cells+in+rat+model+of+renal+ischemia-reperfusion+injury:+renal+artery+administration+with+optimal+numbers.">Maximum efficacy of mesenchymal stem cells in rat model of renal ischemia-reperfusion injury: renal artery administration with optimal numbers.</a> PLoS One. 9 (3), 92347 (2014).</li><li>Leda, A. R., Dygert, L., Bertrand, L., Toborek, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=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.</a> Journal of Visualized Experiments. (119), e54804 (2017).</li><li>Monteiro Carvalho Mori da Cunha, M. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Surgical+Technique+for+Homogenous+Renal+Distribution+of+Substances+in+Rats.">A Surgical Technique for Homogenous Renal Distribution of Substances in Rats.</a> European Surgical Research. 51, 58-65 (2013).</li><li>De Jong, W. 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=Particle+size-dependent+organ+distribution+of+gold+nanoparticles+after+intravenous+administration.">Particle size-dependent organ distribution of gold nanoparticles after intravenous administration.</a> Biomaterials. 29 (12), 1912-1919 (2008).</li><li>Ullah, 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=A+Novel+Approach+to+Deliver+Therapeutic+Extracellular+Vesicles+Directly+into+the+Mouse+Kidney+via+Its+Arterial+Blood+Supply.">A Novel Approach to Deliver Therapeutic Extracellular Vesicles Directly into the Mouse Kidney via Its Arterial Blood Supply.</a> Cells. 9 (4), 937 (2020).</li></ol>

De auteur heeft niets te onthullen.

Deze methode is succesvol geweest in het leveren van formuleringen aan de nier zonder nierschade te veroorzaken. Het kan worden gebruikt voor de levering van elke vorm van formuleringen (bijv. kleine moleculen, stam / voorlopercellen of microvesicles). De methode kan worden toegepast bij gezonde dieren of bij nierziektemodellen.
In figuur 2 en figuur 3wordt de histologie gepresenteerd. Figuur 2 toont histologie 180 minuten na perfusie, terwijl figuur 3 de geschiedenis 7 dagen na infusie laat zien. De reden hiervoor is dat de experimenten met de nierslagader slechts 180 minuten lang waren. Om er zeker van te zijn dat we geen chronische schade hadden met deze nieuwe methode, wachtten we doelbewust 7 dagen om ze te evalueren. Het n-getal is klein, maar dit is slechts een voorbeeld.
Merk op dat deze nieuw ontwikkelde methode van aortatoediening om de nier te targeten een invasieve methode is met een relatief lage doorvoer en alleen geschikt is voor enkelvoudige doseringsstrategieën. Herhaalde toediening is met deze methode niet mogelijk.
Bij kleine aanpassingen van de ligatuurplaatsingen kan deze methode mogelijk worden gebruikt om beide nieren simultaniously5,7te infuseren . Met het verhoogde risico op overloop door aortavertakking hebben we besloten om de afsluitende ligatuur zo dicht mogelijk bij de nier te houden, waardoor de injectie alleen naar de linkernier leidt. Het kan ook worden gebruikt in aanvulling op andere modellen of technieken zoals uninephrectomy of misschien zelfs gelijktijdige renale ischemie reperfusie letsel (IRI). Naar onze mening is het doen van de injectie slechts 24 uur na de IRI3-operatie te hard en zal het herstel van het dier aanzienlijk beïnvloeden.
Bij het gebruik van nieuwe muizenstammen moet men altijd een proefexperiment uitvoeren op sommige dieren uit die stam om ervoor te zorgen dat de methode niet op de een of andere manier hoeft te worden aangepast. Bij sommige stammen kan de vaatvertakking van de aorta bijvoorbeeld een beetje anders worden gepositioneerd. De positie van de ligaturen kan enigszins veranderen om ervoor te zorgen dat de formulering op de juiste locatie terechtkomt.
Uitdroging Het openen van de buikholte vormt een groot risico op uitdroging. Het is daarom noodzakelijk om vloeistoffen (ongeveer 37 °C) toe te voegen, zowel tijdens als na de operatie om een goede basis voor herstel na de operatie te garanderen. We geven meestal 1 ml/muizen s.c. na de operatie.
Ischemie Langdurige operatietijd of als het niet bereiken van volledige recirculatie zal resulteren in ischemie. Het is belangrijk om de werkelijke ischemietijd vast te leggen en ervoor te zorgen dat de bloedsomloop naar de nier (en achterpoten) wordt hersteld. Constante training en vernieuwing van vaardigheden zijn, zoals altijd, belangrijk. Het sneller uitvoeren van de procedure vermindert de tijd dat de nier wordt blootgesteld aan ischemie. Het is aangetoond dat het houden van de ischemietijd (ligatie van aorta) tot ongeveer 5 minuten (maximaal 10 minuten) de nier niet schaadt.
Spillover Gezien het risico van overloop naar andere organen wanneer de geïnjecteerde formulering opnieuw in de circulatie komt via de nierader, moet het geïnjecteerde volume tot een minimum worden beperkt. We raden een maximumvolume van 50 μL aan. De dosering is ook door anderen als een kritieke factor voor efficiëntie3.
Bijwerkingen (trombose en verlamming) In eerste instantie ondervonden we bij het opzetten van het model niet-consistente problemen met verlamming in de achterbenen. Na de relevante dosis anticoagulantia (10 IE heparine in de staartader) preoperatief, was dit nadelige effect significant verminderd. Na het raadplegen van experts in het veld, begonnen we ook nog voorzichtiger te zijn in het werken met atraumatische chirurgie, wat betekent dat we geen weefsels knijpen en zo min mogelijk gebieden aanraken. Deze acties samen verminderden de frequentie van verlamming van ongeveer 50% tot vrijwel geen.
In eerste instantie hebben we tijdens de ontwikkeling van de methode antistollingsmiddelweefsel op de nierslagader aangebracht om het incisiegat te sluiten. Dit was niet mogelijk bij het doen van injecties in de aorta omdat de druk zoveel hoger is in de aorta. Anticoagulantia verhogen ook het risico op trombose als het in het vatlumen terechtkomt.
Zorg ervoor dat adventitia niet wordt blootgesteld in het lumen van de aorta bij het hechten, omdat adventitia zeer trombogeen is. Vermijd ook omkerende wondranden of vernauwing van de aorta door te hechten aan de dij.
We hebben nu een gevestigde methode om formuleringen rechtstreeks aan de nier te leveren.

In het preklinische onderzoeksveld binnen de farmaceutische industrie maakt model- en methodeontwikkeling deel uit van het dagelijks werk. Er is een toenemende belangstelling voor het vermogen om geneesmiddelen naar specifieke organen te leiden, of zelfs compartimenten van een orgaan te scheiden, zonder grote overloop / beknelling, via de bloedbaan, naar andere weefsels. Dit om een verhoogde en specifieke blootstelling mogelijk te maken voor een efficiënte evaluatie van geneesmiddeldoelstellingen in modellen van verschillende ziektegebieden 1,2,3,4.
Een veel voorkomende manier om stoffen af te leveren is via systemische routes (bijvoorbeeld via de staartader), omdat het minder invasief is dan de methode die in dit manuscript wordt beschreven. Systemische toediening verhoogt echter het risico op een verhoogd metabolisme of accumulatie van de verbinding in andere weefsels dan het beoogde doelorgaan, bij het passeren van filterorganen zoals de long, de lever en de milt 2,3,5. Afgezien van het niet bereiken van het voorbestemde weefsel, kan dit mogelijk leiden tot nadelige en/of ongewenste effecten, afhankelijk van de aard van het injectaat. Slechts zeer kleine moleculen passeren de haarvaten van filterorganen en daarom is gerichte levering vooral belangrijk bij het werken met grotere moleculen 6.
Om spillover en/of accumulatie van geïnjecteerde formulering, in andere weefsels, te minimaliseren, leidt de hierin beschreven methode de formulering in de bloedbaan van de nierslagader via een katheter die in de abdominale aorta wordt ingebracht net onder waar deze zich vertakt in de nierslagader, wat resulteert in de nier als eerste bereikte orgaan. Een ander voordeel van deze geleide toediening is dat een lagere dosis/volume kan worden gebruikt om hetzelfde blootstellingsniveau te bereiken als bereikt via systemische toediening 3.
Andere toedieningswegen zijn onderzocht, bijvoorbeeld injecties via een katheter rechtstreeks in de nierslagader. In onze handen bleek dit een hoger risico te vormen op het niet herstellen van de bloedsomloop naar de nier. De zeer kleine diameter van de nierslagader (ongeveer 0,35-0,55 mm in diameter) maakt de incisie relatief groot en vormt een risico op obstructie en/of embolie bij het sluiten van het ingangsgat. Volgens onze ervaring ischemische schade aan de nier vaak opgetreden bij het gebruik van deze methode, en daarom ontwikkelden we deze nieuwe manier om de nier met succes te richten door stoffen te injecteren door incisie van de grotere aorta om de nier te richten.
Er worden vergelijkbare technieken ontwikkeld bij ratten die ook de uitdagingen en het risico van stenose/trombose manifesteren door rechtstreeks met injecties in de nierslagader te werken 5. Dit ondersteunt onze bevindingen omdat de vaten in muizen nog kleiner zijn.
Dit manuscript en deze video beschrijven in detail hoe injecties in de nierslagader bij muizen kunnen worden geleid via een katheter die in de infrarenale aorta is ingebracht, evenals begeleiding bij het overwinnen van veelvoorkomende problemen in de procedure, om op de veiligste manier te werken en daardoor de reproduceerbaarheid te vergroten.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Blunt hook 5mm 8/pack</td>
			<td>Cooper surgical</td>
			<td>3316-8G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ETHILON Nylon Suture 11/0</td>
			<td>Ethicon</td>
			<td>W2881</td>
			<td>For vessel</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microsurgery forceps curved</td>
			<td>Karo Pharma</td>
			<td>FRC-15 RM-8</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microsurgery forceps straight</td>
			<td>Karo Pharma</td>
			<td>FRS-15 RM-8</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mouse renal artery cannula, 3mm 32ga stainless steel, 10cm 2Fr PU, fits 25ga</td>
			<td>Instech</td>
			<td>C07SS-MRA1813</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vicryl, 6-0, BV-1 needle</td>
			<td>Angthos</td>
			<td>W9575</td>
			<td>For abdominal cavity</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

direct drug delivery to kidney via the renal artery

Er is behoefte aan gerichte injecties om een verhoogde en specifieke nierblootstelling mogelijk te maken voor een efficiënte evaluatie van geneesmiddeldoelstellingen op het gebied van nieronderzoek. Accumulatie van geneesmiddelen in bepaalde organen kan leiden tot nadelige en ongewenste effecten, afhankelijk van de aard van het injectaat. Om spill-over en/of accumulatie in andere weefsels tot een minimum te beperken, leidt de hierin beschreven methode de formulering in de bloedbaan van de nierslagader door een katheter in de infra-renale aorta in te brengen, net onder waar deze zich in de nierslagader vertakt, wat resulteert in de nier als eerste bereikt orgaan en distributie van formulering door de nier.
Dit manuscript geeft een gedetailleerde beschrijving van de methode, evenals de uitdagingen en moeilijkheden. Het begeleidt de experimenteerder om bekwaam te worden met dit type microchirurgie dat nauwkeurigheid vereist onder steriele omstandigheden. Snelheid is cruciaal voor het minimaliseren van de ischemie en het oefenen van de procedure zal de kans op succesvolle injecties zonder nadelige effecten vergroten. Door de tijd tussen injectie en reperfusie en het geïnjecteerde volume te moduleren, wordt het risico op overloop naar andere organen beperkt. 
Merk op dat deze techniek geschikt is voor enkelvoudige doseringsstrategieën.

De film is een mix van video's van verschillende operaties om degenen met de beste videokwaliteit te presenteren. Sommige sequenties zijn genomen van oefensessies waarbij de muis niet hoort wakker te worden. Daarom is de muis niet altijd goed gedrapeerd. Wanneer een dier wakker moet worden, werken we altijd op een aseptische manier.
Histologische analyses toonden aan dat het uitvoeren van de injecties rechtstreeks in de nierslagader aanleiding gaf tot nierletsel, waarschijnlijk als gevolg van onvoldoende recirculatie van de bloedstroom met onomkeerbare ischemie als gevolg (Figuur 2). Injectie via de abdominale aorta daarentegen heeft geen ischemisch letsel veroorzaakt (figuur 3).
Evans blauwe kleurstof werd gebruikt om te visualiseren dat perfusie via de aorta ertoe zal leiden dat de nier het eerste bereikte orgaan is (Figuur 4). Geen andere organen werden blauw tot na de passage door de nierader.
We hebben ook laten zien dat we met behulp van deze methode de engraftment van geïnjecteerde formuleringen naar de doordrenkte nier kunnen verhogen met behulp van mesenchymale stamcellen (figuur 5).
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61932/61932fig01.jpg"> Figuur 1: Plaatsing van hechtingen en katheter. Klik hier om een grotere versie van deze afbeelding te <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61932/61932fig01large.jpg" target="_blank">bekijken.</a>
Bovenste foto: Beschrijven waar de eerste ligatuur moet worden plaats, schedel van de linkernier. Middelste afbeelding: Overzicht over het operatiegebied vlak voor plaatsing van de katheter (2.11 in protocol). Onderste afbeelding: Overzicht over het operatiegebied vlak voor injectie (2.10 in protocol)
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61932/61932fig02.jpg"> Figuur 2: Injecties rechtstreeks in de nierslagader. Ontwerp van en IHC-resultaten van een onderzoek met injectie van NaCl rechtstreeks in de nierslagader <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61932/61932fig02large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61932/61932fig03.jpg"> Figuur 3: IHC resultaten op dag 7 na toediening van aorta. IHC-resultaten van een onderzoek met injectie van NaCl in de nierslagader via abdominale aorta, 7 dagen na injectie <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61932/61932fig03large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze afbeelding te bekijken.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61932/61932fig04.jpg"> Figuur 4: Injectie van Evans blauwe kleurstof. Hoogste beeld dat een periodieke mening van een injectie via de aorta van evans blauwe kleurstof toont. Onderste foto met een dwarsdoorsnede van een nier na injectie via aorta van Evans blauwe kleurstof. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61932/61932fig04large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze afbeelding te bekijken.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61932/61932fig05.jpg"> Figuur 5: Abdominale arteriële infusie aanzienlijk verhoogde engraftment van mesenchymale stamcellen in de linker nier in vergelijking met de rechter nier. Menselijke beenmerg afgeleide mesenchymale stamcellen werden gelabeld met CM-Dil (rode fluorescentie) in suspensie. Een miljoen gelabelde MSC's werden doordrenkt via de buikslagader bij drie muizen. Drie uur na msd-infusie werden muizen beëindigd. Linker en rechter nieren werden geoogst en ingebed in OCT voor cryosectioning. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61932/61932fig05large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze afbeelding te bekijken.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Direct Drug Delivery to Kidney via the Renal Artery at JoVE.com

Direct Drug Delivery to Kidney via the Renal Artery

Dit manuscript beschrijft een methode voor gerichte levering aan een enkele nier via een katheter die in de infrarenale abdominale aorta in de muis wordt geplaatst.

Directe medicijnafgifte aan de nier via de nierslagader

There is a need for directed injections to enable increased and specific renal exposure for efficient evaluation of drug targets in the renal research ...

Directe medicijnafgifte aan de nier, via de nierslagader. Op het gebied van nieronderzoek is er behoefte aan gerichte injecties, om een verhoogde en specifieke nierblootstelling mogelijk te maken, voor een efficiënte evaluatie van geneesmiddeldoelen. Mijn naam is Erica Dahlquist en mijn doel met deze video is om mijn ervaring te delen, in het doen van injecties rechtstreeks in de nierslagader.Ik zal u nu presenteren, hoe injecties te doen, rechtstreeks naar de nier via de aorta. Om te beginnen kan ik zeggen dat ik de muis altijd, zowel als natuurlijk, pre-operatie geef. Na het openen van de buikholte heb ik een vochtig gevouwen kompres geplaatst, om alle andere organen opzij te duwen, zodat ik een goed zicht krijg over het operatiegebied.Probeer de weefsels constant vochtig te houden, door zoutoplossing toe te voegen aan de operatiewond, om de weefsels te beschermen tegen uitdroging. Dit helpt ook om het weefsel elastisch te houden en het risico op schade te minimaliseren tijdens het uitvoeren van een operatie. Gebruik oprolmechanismen om een goed overzicht te hebben van het operatiegebied.Deze twee foto's zijn hetzelfde. Op de juiste foto heb ik geprobeerd de structuren te tekenen. Het roze gebied is de aorta.Ik zal eerst een schedel van de linker nier plaatsen. Hiermee zal ik later de aorta optillen om tijdelijk de bloedstroom af te houden tijdens het doen van de injectie. Zoals je kunt zien, is er een tak van de aorta, die naar de lift op de foto gaat.Om te voorkomen dat we onze injectie op deze manier duwen, moet ik de ligatuur eronder leggen. Dit laat een vrij smal gebied over om in te werken. Met twee tangen begin je de aorta te reinigen van omliggende weefsels.Probeer geen structuren te knijpen en werk je een weg naar binnen door de weefsels voorzichtig uit te rekken en te bundelen. Rond de vaten zijn er tal van zenuwen die niet gemakkelijk te ontdekken zijn. Houd hier rekening mee, omdat het beschadigen van de zenuwen verlammingen of andere problemen kan veroorzaken, na de operatie.Zoals eerder vermeld, probeerde ik constant zoutoplossing toe te voegen, om de weefsels te beschermen tegen uitdroging. Ik zal nu de eerste ligatuur onder de aorta plaatsen. Als de ligatuur op zijn plaats zit, laat ik hem daar achter terwijl ik doorga naar de volgende stap.En natuurlijk blijven bevochtigen op het weefsel. Ik heb nu de camera verplaatst, en wat je ziet is dat de structuur Cordell uit de nier is. Na het toevoegen van vloeistoffen, begin ik mijn weg naar beneden te ontleden om de aorta op dezelfde manier schoon te maken als voorheen.De aorta bevindt zich in deze positie, zeer dicht bij de buikader. En je moet heel voorzichtig zijn om de ader niet te breken. Probeer dicht bij de nier te werken, om een korte afstand mogelijk tot de nierslagader te hebben.Om wat meer ruimte in het gebied te maken, kunt u de hechtdraad voorzichtig een beetje op en neer bewegen, wanneer deze op zijn plaats is. Deze keer zal ik ook nog een ligatuur rond de aorta leggen en een losse knoop maken. Dit zal ik gebruiken om de aorta, rond de katheter, vast te maken en te sluiten voordat ik injecteer.Als alle ligaturen op hun plaats zijn, is het tijd voor de daadwerkelijke injectie. Begin met het uitrekken van de onderste en vervolgens de bovenste ligatuur, om de bloedbaan af te afgesloten en de geïnjecteerde vloeistof alleen naar de nier te leiden. Met behulp van een acupunctuurnaald leid ik de afgeronde punt van de katheter in de aorta en zet deze vast met een enkele knoop op de ligatuur.Op deze manier zal het bewegen of lekken tijdens de injectie. Ik injecteer nu 50 microliter vocht, en je kunt duidelijk zien hoe de nier bleek wordt. Na het injecteren kunt u ervoor kiezen om ofwel wat bloedsomloop terug te geven aan de nier, door kort de spanning in de bovenste ligatuur los te maken.Zoals ik in deze setting doe. Of u kunt doorgaan met de operatie, zonder de bloedstroom terug te geven. Als je de bloedstroom teruggeeft, verbeer je ischemie een beetje.Tegelijkertijd wordt, wat u ook injecteerde, eerder uitgespoeld door de nierader. En hier zie je het bloed terug in de nier komen toen ik de ligatuur losmaakte. Nadat de bovenste ligatuur weer is aangespannen, is het tijd om de katheter terug te trekken, de aorta te hechten en deze weer vol bloedsomloop terug te geven.Ik begin met het verwijderen van de hechting, het vasthouden van de katheter. En dan trek ik de katheter terug. Ik hecht het ingangsgat met een enkele steek.Na het hechten van het gat maak je eerst de onderste ligatuur los en vervolgens heel langzaam de bovenste los. Als er een lekkage is, kunt u de ligatuur opnieuw aanspannen, een paar seconden wachten en het opnieuw proberen. Als de hechting op zijn plaats zit, stopt deze meestal.Dus heb vertrouwen. Ik probeer altijd de kracht te testen, door het gebied te duwen, en te zoeken naar pulsaties, om ervoor te zorgen dat de bloedstroom weer normaal wordt. Als alles goed is, kun je de draden snijden en de ligatuur wegnemen.Verwijder het kompres en probeer de darmen voorzichtig terug op hun plaats te duwen. Geef wat vocht terug en naai de buikholte samen voordat je de huid sluit met metalen clips. In deze studie werden MSC's geïnjecteerd in de linker nierslagader.Het toont duidelijk een significant verhoogde engraftment van cellen, in de linkernier in vergelijking met de rechternier. Kortom, we kunnen concluderen dat we een gevestigde methode hebben om formuleringen rechtstreeks aan de nier te leveren, zonder nierschade. De methode is bruikbaar voor elke vorm van formulering, en het heeft het voordeel dat een kleinere hoeveelheid of dosisvolume nodig is, om hetzelfde niveau van nierblootstelling te bereiken, in vergelijking met systemische toediening.

Research

JoVE Journal

Medicine

Heterotopic Mucosal Engrafting Procedure for Direct Drug Delivery to the Brain in Mice

Heterotope Mucosal engrafting Procedure voor Direct Drug Delivery naar de hersenen in Muizen

Delivery of therapeutics into the brain is impeded by the presence of the blood-brain barrier (BBB) which restricts the passage of polar and high ...

Murine Model of Femoral Artery Wire Injury with Implantation of a Perivascular Drug Delivery Patch

Muizenmodel van Femorale Artery Wire Injury met Implantatie van een Perivasculaire Drug Delivery Patch

Percutaneous interventions including balloon angioplasty and stenting have been used to restore blood flow in vessels with occlusive vascular disease. ...

Murine Kidney Transplant Technique

Muizen Niertransplantatie Techniek

The first mouse kidney transplant technique was published in 19731 by the Russell laboratory. Although it took some years for other labs to become ...

Intraluminal Drug Delivery to the Mouse Arteriovenous Fistula Endothelium

Intraluminale Drug Delivery aan de Mouse fistel endotheel

Delivery of therapeutic agents to enhance arteriovenous fistula (AVF) maturation can be administered either via intraluminal or external routes. The ...

Intravascular Delivery of Biologics to the Rat Kidney

Intravasculaire Levering van Biologics aan de Rat Kidney

The renal microvascular compartment plays an important role in the progression of kidney disease and hypertension, leading to the development of End Stage ...

Direct Re-implantation of Left Coronary Artery into the Aorta in Adults with Anomalous Origin of Left Coronary Artery from the Pulmonary Artery (ALCAPA)

Direct Re-implantation of Left Coronary Artery into the Aorta in Adults with Anomalous Origin of Left Coronary Artery from the Pulmonary Artery ALCAPA

Direct Re-implantatie van linker kransslagader in de aorta in Volwassenen met Abnormale Origin of linker kransslagader van de longslagader (ALCAPA)

Anomalous origin of the left coronary artery from the pulmonary artery (ALCAPA) is a rare congenital anomaly which is one of leading causes of myocardial ...

Optimized LC-MS/MS Method for the High-throughput Analysis of Clinical Samples of Ivacaftor, Its Major Metabolites, and Lumacaftor in Biological Fluids of Cystic Fibrosis Patients

Geoptimaliseerde LC-MS/MS methode voor de analyse van de High-throughput van klinische monsters van Ivacaftor, de belangrijkste metabolieten daarvan en Lumacaftor in biologische vloeistoffen van Cystic Fibrosis patiënten

Defects in the cystic fibrosis trans-membrane conductance regulator (CFTR) are the cause of cystic fibrosis (CF), a disease with life-threatening ...

Assessment of Kidney Function in Mouse Models of Glomerular Disease

Beoordeling van de nierfunctie in muismodellen van glomerulaire ziekte

The use of murine models to mimic human kidney disease is becoming increasingly common. Our research is focused on the assessment of glomerular function ...

An Efficient Sieving Method to Isolate Intact Glomeruli from Adult Rat Kidney

Een efficiënte zeven methode te isoleren Intact Glomeruli van de nier van volwassen ratten

Preservation of glomerular structure and function is pivotal in the prevention of glomerulonephritis, a category of kidney disease characterized by ...

A Rat Carotid Artery Pressure-Controlled Segmental Balloon Injury with Periadventitial Therapeutic Application

Een Rat Carotid Artery Pressure-Controlled Segmental Balloon Injury met Periadventitial Therapeutic Application

Cardiovascular disease remains the leading cause of death and disability worldwide, in part due to atherosclerosis. Atherosclerotic plaque narrows the ...