Name: rapid viscoelastic characterization of airway mucus using a benchtop rheometer
Uploaded: 2022-04-21T14:30:00
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Este artigo é apoiado por subsídios da Vertex Pharmaceuticals (Ehre RIA Award) e da CFF Research EHRE20XX0.

No presente estudo, as amostras foram coletadas durante uma broncoscopia clinicamente indicada após a obtenção de consentimento informado sob protocolo aprovado pelo Conselho de Revisão Institucional da UNC.
1. Coleta e armazenamento de escarro/muco
<ol><li>Coletar muco das vias aéreas através da coleta de escarro ou aspiração de broncoscopia.<ol>
<li>Coletar escarro por meio de expectativa espontânea ou induzir escarro por 3% de inalação salina ...

<ol>
	<li>Button, 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=A+periciliary+brush+promotes+the+lung+health+by+separating+the+mucus+layer+from+airway+epithelia.">A periciliary brush promotes the lung health by separating the mucus layer from airway epithelia.</a> Science. 337 (6097), 937-941 (2012).</li><li>Boucher, R. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Muco-obstructive+lung+diseases.">Muco-obstructive lung diseases.</a> New England Journal of Medicine. 380 (20), 1941-1953 (2019).</li><li>Rose, M. C., Voynow, J. 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K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cystic+fibrosis+sputum+rheology+correlates+with+both+acute+and+longitudinal+changes+in+lung+function.">Cystic fibrosis sputum rheology correlates with both acute and longitudinal changes in lung function.</a> Chest. 154 (2), 370-377 (2018).</li><li>Donaldson, S. 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=Mucus+clearance+and+lung+function+in+cystic+fibrosis+with+hypertonic+saline.">Mucus clearance and lung function in cystic fibrosis with hypertonic saline.</a> The New England Journal of Medicine. 354 (3), 241-250 (2006).</li><li>Patarin, 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=Rheological+analysis+of+sputum+from+patients+with+chronic+bronchial+diseases.">Rheological analysis of sputum from patients with chronic bronchial diseases.</a> Scientific Reports. 10 (1), 15685 (2020).</li><li>Markovetz, M. 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=Endotracheal+tube+mucus+as+a+source+of+airway+mucus+for+rheological+study.">Endotracheal tube mucus as a source of airway mucus for rheological study.</a> American Journal of Physiology. Lung Cellular and Molecular Physiology. 317 (4), 498-509 (2019).</li><li>Ramsey, K. 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=Airway+mucus+hyperconcentration+in+non-cystic+fibrosis+bronchiectasis.">Airway mucus hyperconcentration in non-cystic fibrosis bronchiectasis.</a> American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 201 (6), 661-670 (2020).</li><li>Dunican, E. 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M., Galabert, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rheological+and+transport+properties+of+airway+secretions+in+cystic+fibrosis-relationships+with+the+degree+of+infection+and+severity+of+the+disease.">Rheological and transport properties of airway secretions in cystic fibrosis-relationships with the degree of infection and severity of the disease.</a> European Journal of Clinical Investigation. 15 (6), 389-394 (1985).</li><li>Puchelle, E., Zahm, J. M., Quemada, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rheological+properties+controlling+mucociliary+frequency+and+respiratory+mucus+transport.">Rheological properties controlling mucociliary frequency and respiratory mucus transport.</a> Biorheology. 24 (6), 557-563 (1987).</li><li>Cardinaels, R., Reddy, N. K., Clasen, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantifying+the+errors+due+to+overfilling+for+Newtonian+fluids+in+rotational+rheometry.">Quantifying the errors due to overfilling for Newtonian fluids in rotational rheometry.</a> Rheologica Acta. 58 (8), 525-538 (2019).</li><li>Hancock, L. 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=Muc5b+overexpression+causes+mucociliary+dysfunction+and+enhances+lung+fibrosis+in+mice.">Muc5b overexpression causes mucociliary dysfunction and enhances lung fibrosis in mice.</a> Nature Communications. 9 (1), 5363 (2018).</li><li>Adewale, A. 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=Novel+therapy+of+bicarbonate,+glutathione,+and+ascorbic+acid+improves+cystic+fibrosis+mucus+transport.">Novel therapy of bicarbonate, glutathione, and ascorbic acid improves cystic fibrosis mucus transport.</a> American Journal of Respiratory Cell and Molecular Biology. 63 (3), 362-373 (2020).</li><li>Fernandez-Petty, C. 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+glycopolymer+improves+vascoelasticity+and+mucociliary+transport+of+abnormal+cystic+fibrosis+mucus.">A glycopolymer improves vascoelasticity and mucociliary transport of abnormal cystic fibrosis mucus.</a> JCI Insight. 4 (8), 125954 (2019).</li></ol>

As propriedades viscoelásticas únicas do muco são essenciais na manutenção de vias aéreas saudáveis. Fatores internos e externos podem alterar as propriedades biofísicas do muco das vias aéreas, causando complicações clínicas características de doenças muco-obstrutivas. Assim, o monitoramento de mudanças na viscoelasticidade do muco pode ser considerado durante avaliações do estado da doença e exploração de terapias que reduzem a viscoelasticidade do muco. Estudos empíricos da década de 1980 demonst...

Doenças muco-obstrutivas das vias aéreas, incluindo asma, doença pulmonar obstrutiva crônica (DPOC), fibrose cística (CF) e outras condições respiratórias, como pneumonia viral e bacteriana, são preocupações de saúde prevalentes em todo o mundo. Embora a fisiopatologia varie muito entre cada condição, uma característica chave comum é o desembaraço mucociliar anormal. Em pulmões saudáveis, o muco alinha o epitélio das vias aéreas para capturar partículas inaladas e fornecer uma barreira física contra patógenos. Uma vez secretado, o muco das vias aéreas, composto por ~97,5% de água, 0,9% de sal, ~1,1% de proteínas globulares e ~0,5% de mucinas, é gradualmente transportado em direção ao glottis pela batida coordenada de cílio 1,2. As mucinas são grandes glicoproteínas ligadas ao O que interagem através de ligações não covalentes e covalentes para fornecer as distintas propriedades viscoelásticas do muco, que é necessária para um transporte eficiente3. Alterações na ultraestrutura da rede de mucina causadas pelo transporte de íons alterados, desdobramentos da mucina, interações eletrostáticas, ligação cruzada ou alterações na composição podem afetar significativamente a viscoelasticidade da mucocus e prejudicar o despejo mucociliário 4,5. Assim, identificar mudanças nas propriedades biofísicas do muco das vias aéreas é essencial para entender a patogênese da doença e testar novos compostos mucoativos6.
Vários fatores podem levar à produção de muco aberrante nos pulmões. Na DPOC, a inalação crônica de fumaça de cigarro desencadeia a hipersecreção do muco como resultado da metaplasia de células de cálice, bem como a desidratação das vias aéreas através da regulação da regulação da fibrose cística do canal cftr(CFTR), causando hiperconcentração do muco e obstrução das vias aéreaspequenas 7,8. Da mesma forma, a CF, uma desordem genética associada a mutações no gene CFTR, caracteriza-se pela produção de muco viscoso e aderente que é inadequado para o transporte 8,9. Em suma, a disfunção cftr induz o esgotamento líquido da superfície das vias aéreas, o emaranhamento de mucina polimérica e o aumento das interações bioquímicas, que resultam em inflamação crônica e infecções bacterianas. Além disso, as células inflamatórias presas no muco estático exacerbam ainda mais a viscoelasticidade do muco adicionando outra grande molécula, o DNA, na matriz de gel, piorando a obstrução das vias aéreas5. Um dos melhores exemplos da importância da reologia da muco na saúde geral dos pulmões é fornecido pelo exemplo de DNFase humano recombinante (rhDNase) no tratamento de pacientes com fibrose cística. Os efeitos do rhDNase foram demonstrados pela primeira vez ex vivo na escarro expectada, que mostrou uma transição do muco viscoso para um líquido fluindo em minutos10,11. Ensaios clínicos em pacientes com CF demonstraram que a redução da viscoelasticidade do muco das vias aéreas com a inalação de rhDNase diminuiu a taxa de exacerbações pulmonares, e melhorou a função pulmonar e o bem-estar geral do pacienteem 12,13,14. Como resultado, a inalação de rhDNase teve como objetivo facilitar a liberação tornou-se o padrão de atendimento aos pacientes cf por mais de duas décadas. Benefícios clínicos semelhantes foram observados com o uso de soro fisiônico hipertônico inalado para hidratação muco em CF, que se correlacionava com alterações nas propriedades reológicas e resultou em aceleração do desembaraço mucociliário e melhora da função pulmonar15,16. Por isso, um protocolo rápido e confiável para medir as propriedades viscoelásticas muco em ambientes clínicos é importante para otimizar abordagens terapêuticas.
O reômetro de bancada testado aqui oferece uma alternativa rápida e conveniente para realizar medições viscoelásticas abrangentes de amostras de muco/escarro. Utilizando oscilações dinâmicas com deslocamento angular controlado, o instrumento fornece deformação através de um par de placas paralelas ajustáveis (por exemplo, geometrias ásperas ou lisas) para medir o torque e o deslocamento com resoluções de 15 nN. m e 150 nm, respectivamente17. Uma calibragem padronizada padrão combinada com as diretrizes do usuário adaptadas para especialistas em não reologia permite medições simples e reduz o risco de erros do operador. O dispositivo produz uma curva de varredura de tensão que é processada e analisada em tempo real (dentro de ~5 min) e fornece automaticamente características viscoelásticas lineares (G', G", G*e tan δ) e de ponto de gel (γc, e σc) características (ver Tabela 1). O módulo elástico ou de armazenamento (G') descreve como uma amostra responde ao estresse (ou seja, a capacidade de retornar à sua forma original), enquanto o módulo viscoso ou de perda (G)descreve a energia dissipada por ciclo de deformação sinusoidal (ou seja, a energia perdida devido ao atrito das moléculas). O módulo complexo ou dinâmico (G*) é a razão do estresse com a tensão, que descreve a quantidade de acúmulo de força interna em resposta a um deslocamento de cisalhamento (ou seja, as propriedades viscoelásticas globais). O fator de amortecimento (δ) é a razão do módulo viscoso ao módulo elástico, que indica a capacidade de uma amostra de dissipar energia (ou seja, um baixo bronzeado δ indica um comportamento elástico-dominante/sólido, enquanto um alto bronzeado δ indica um comportamento viscoso-dominante/líquido-like). Para características de ponto de gel, a cepa de crossover (γc) é a medida da cepa de tesoura, calculada pela razão do caminho de deflexão para a altura da abertura do calha, na qual a amostra transita de um comportamento sólido para um líquido e ocorre, por definição, na tensão de oscilação onde G' = G" ou tan δ = 1. O estresse de rendimento cruzado (σc) é uma medida da quantidade de estresse aplicada pelo dispositivo em que o elástico e viscoso moduli cruzam. Em sputa saudável, a elasticidade domina a resposta mecânica à tensão (G' > G"). Nas doenças muco-obstrutivas, o aumento de G' e G" como resultado das alterações patológicas do muco 17,18,19. A simplicidade operacional do dispositivo facilita as medições no local e contorna a necessidade de armazenamento/transporte/envio de amostras para uma instalação offsite para análise, evitando assim os efeitos do tempo e do congelamento nas propriedades dessas amostras biológicas.
Neste estudo, foram utilizadas 8 soluções de óxido de polietileno MDa (PEO) de diferentes concentrações (1%-3%) para validar a faixa de medição de um reômetro de bancada comercial (Tabela de Materiais) e a curva dependente de concentração obtida foi diretamente comparada às medidas adquiridas com um reômetro a granel tradicional (Tabela de Materiais ). A repetibilidade das medidas reológicas foi então avaliada utilizando mucosoquiaticamente colhido de um paciente entubado que sofre de estado asmático (SA), uma forma extrema de exacerbação da asma caracterizada por broncoespasmo, inflamação eosinofílica e hiperprodução de muco em resposta a um agente ambiental ou infeccioso 8,20 . Neste caso, o paciente sa tinha sido entubado para insuficiência respiratória grave e necessitado de ECMO (oxigenação de membrana extracorpórea) devido à incapacidade de apoiar o paciente de forma eficaz e segura com ventilação mecânica, apesar das terapias agressivas padrão de asma. Durante uma broncoscopia clinicamente indicada para o colapso do lobar, secreções grossas, claras e tenazes foram notadas como obstruindo brônquios de lobar e foram aspiradas usando lavagem salina. Imediatamente após a coleta, o excesso de soro fisiológico foi removido do aspirado e as propriedades viscoelásticas da amostra SA restante foram analisadas utilizando-se o dispositivo benchtop. Alíquotas adicionais de amostra foram tratadas com um agente redutor, tris (2 carboxillethyl) cloridrato de fosfina (TCEP), para determinar se este protocolo poderia ser usado para caracterizar a eficácia do composto terapêutico ex vivo.
Os resultados mostraram que este protocolo e o dispositivo benchtop podem ser usados efetivamente em um ambiente clínico. As propriedades reológicas determinadas a partir de curvas dependentes de concentração de PEO (Figura 1A) eram indistinguíveis entre o dispositivo de bancada testado e um reômetro tradicional de placa paralela (Figura 1B). As medidas triplicadas do muco SA foram repetidas, com coeficiente de variação de 10% para pontos finais de G*, G'e G e G e refletiram as anormalidades substanciais na viscoelasticidade muco que foram clinicamente aparentes no caso deste paciente (Figura 1D). Por fim, o tratamento ex vivo com TCEP resultou em uma redução significativa em G' e G", e aumento do bronzeado δ, demonstrando receptividade ao tratamento por alterações na rede de mucina (Figura 2). Em conclusão, este protocolo utilizando um reômetro benchtop fornece uma abordagem simples e eficaz para avaliar propriedades viscoelásticas de amostras de muco obtidas da clínica. Essa capacidade pode ser usada para facilitar abordagens de medicina de precisão para o cuidado, já que os médicos podem testar a eficácia de medicamentos mucoativos aprovados no local, o que pode ajudar a identificar opções alternativas de tratamento. Além disso, essa abordagem pode ser usada em ensaios clínicos para examinar os efeitos de medicamentos investigatórios.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Capillary Pistons Tips</td>
			<td>Gilson</td>
			<td>CP1000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Discovery Hybrid Rheometer-3</td>
			<td>TA Instruments</td>
			<td></td>
			<td>DHR-3 Bulk Rheometer manufactured 
			by TA Instruments in New Castle, DE: Used to preform rheological tests.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Graphing Software</td>
			<td>GraphPad Prism</td>
			<td></td>
			<td>GraphPad Software (San Diego, CA) used for data analysis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microcentrifuge Tube</td>
			<td>Costar</td>
			<td>3621</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Peltier plate</td>
			<td>TA Instruments</td>
			<td></td>
			<td>Temperature control system manufactured 
			by TA Instruments in New Castle, DE</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polyethylene oxide</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>372838</td>
			<td>8 MDa polymer used as mucus simulant</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Positive Displacement Pipette</td>
			<td>Gilson</td>
			<td>M1000</td>
			<td>Pipette used for handling viscous solutions</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rheomuco</td>
			<td>Rheonova</td>
			<td></td>
			<td>Benchtop Rheometer manufactured by Rheonova in France: Used to preform rheological tests.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rough Lower Geometries</td>
			<td>Rheonova</td>
			<td>D-1811-007</td>
			<td>25mm Diameter</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rough Upper Geometries</td>
			<td>Rheonova</td>
			<td>U-1811-007</td>
			<td>25mm Diameter</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Smooth Upper Parallel Plate</td>
			<td>TA Instruments</td>
			<td></td>
			<td>20mm Diameter</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>tris(2-carboxyethyl)phosphine</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>646547-10X1ML</td>
			<td>TCEP: Potent reducing agent.</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

rapid viscoelastic characterization of airway mucus using a benchtop rheometer

Em doenças pulmonares muco-obstrutivas (por exemplo, asma, doença pulmonar obstrutiva crônica, fibrose cística) e outras condições respiratórias (por exemplo, infecções virais/bacterianas), as propriedades biofísicas do muco são alteradas por hipersecreção de células de cálice, desidratação das vias aéreas, estresse oxidativo e presença de DNA extracelular. Estudos anteriores mostraram que a viscoelasticidade da escarro correlacionada com a função pulmonar e que tratamentos que afetam a reologia da escarro (por exemplo, mucolíticos) podem resultar em benefícios clínicos notáveis. Em geral, as medidas reológicas de fluidos não newtonianos empregam abordagens elaboradas e demoradas (por exemplo, reômetros de placas paralelas/cone e/ou rastreamento de partículas de microesferas) que requerem treinamento extensivo para realizar o ensaio e interpretar os dados. Este estudo testou a confiabilidade, a reprodutibilidade e a sensibilidade do Rheomuco, um dispositivo de bancada fácil de usar que foi projetado para realizar medições rápidas usando oscilação dinâmica com uma varredura de cepa de cisalhamento para fornecer moduli viscoelástico linear (G', G*, e características de δ ponto de gel) e ponta de gel (γc e σc) para amostras clínicas dentro de 5 min. O desempenho do dispositivo foi validado utilizando diferentes concentrações de um simulador de muco, 8 óxido de polietileno MDa (PEO) e contra as tradicionais medições de reologia a granel. Um isolado clínico colhido de um paciente entubado com estado asmático (SA) foi então avaliado em medidas triplicadas e o coeficiente de variação entre as medidas é <10%. O uso ex vivo de um potente agente redutor de muco, o TCEP, no muco SA resultou em uma redução de cinco vezes no módulo elástico e uma mudança em direção a um comportamento mais "líquido" no geral (por exemplo, maior bronzeamento δ). Juntos, esses resultados demonstram que o reômetro de bancada testado pode fazer medidas confiáveis de viscoelasticidade do muco em ambientes clínicos e de pesquisa. Em resumo, o protocolo descrito poderia ser usado para explorar os efeitos de drogas mucoativas (por exemplo, rhDNase, N-acetil cysteine) no local para adaptar o tratamento caso a caso, ou em estudos pré-clínicos de novos compostos.

A Figura 1 mostra a precisão e a repetibilidade das medidas reológicas utilizando curvas dependentes de concentração de controle viscoelástico, ou seja, solução de óxido de polietileno (PEO) e muco asmático de status (SA). As medições de características viscoelásticas de 8 MDa PEO em cinco concentrações diferentes (1%, 1,5%, 2%, 2%, 2,5% e 3%) foram diretamente comparadas entre o reômetro avaliado no bancada e um reômetro a granel tradicional (Tabela de Materiais</st...

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Rapid Viscoelastic Characterization of Airway Mucus Using a Benchtop Rheometer

As propriedades viscoelásticas do muco desempenham um papel crítico na liberação mucociliaria. No entanto, as técnicas reológicas muco tradicionais requerem abordagens complexas e demoradas. Este estudo fornece um protocolo detalhado para o uso de um reômetro de bancada que pode realizar de forma rápida e confiável medições viscoelásticas.

Caracterização rápida da Viscoelástica do Muco das Vias Aéreas usando um Reômetro Benchtop

In muco-obstructive lung diseases (e.g., asthma, chronic obstructive pulmonary disease, cystic fibrosis) and other respiratory conditions (e.g., ...

As doenças muco-obstrutivas são caracterizadas pela viscosidade anormal do muco das vias aéreas. O protocolo mostra como usar a reologia para quantificar a viscosidade do muco e analisar dados para testar tratamentos direcionados ao muco. A reologia do muco fornece biomarcadores quantitativos específicos.O uso de um dispositivo benchtop simplifica muito a logística de medir esses biomarcadores em espécimes clínicos como amostras de escarro humano. O uso da reologia do muco como ferramenta de diagnóstico para doenças obstrutivas ainda é um desafio. Um conjunto crescente de evidências mostra uma forte correlação entre propriedades reológicas, inflamação e infecção bacteriana.O muco está sempre presente na interface corporal onde lubrifica e desempenha um papel protetor. A reologia do muco pode ser aplicada a outros sistemas como as faixas gastrointestinal e genital. Para obter medidas precisas, o manuseio correto e a colocação da amostra são fundamentais.Uma demonstração visual pode melhorar a precisão deste ensaio. Demonstrando este procedimento estará Kendall Shaffer, um técnico de pesquisa do laboratório aéreo. Comece pela triagem da escarro das vias aéreas coletada ou muco em copos de espécimes estéreis.No caso da escarro, remova o excesso de saliva da amostra imediatamente após a coleta. Coloque as amostras no gelo para transporte. Limite o tempo de transporte para menos de quatro horas.Analise as amostras no momento da coleta. Homogeneize o muco ao escoar suavemente três a cinco vezes com uma pipeta de deslocamento positiva. Ou pipeta diretamente nos tubos de microcentrifuuagem.Armazene as amostras a 80 graus Celsius até que seja processada. Alíquotar as amostras para armazenamento em volumes maiores ou iguais a 500 microliters para garantir volume suficiente para experimentos. Antes de aliquotação, pipeta e escarro fresco e congelado ou muco diretamente ou homogeneizam espécimes.Reparar as alíquotas necessárias para repita medições e tratamentos. Incubar as alíquotas a serem testadas a 37 graus Celsius durante pelo menos cinco minutos antes da medição. Para testar agentes farmacológicos, utilize altas concentrações de soluções de estoque para evitar a diluição da amostra.Adicione entre 1% a 10% de volume do reagente desejado diretamente na amostra. Certifique-se de que nenhuma gota do composto fique na lateral do tubo. Incubar as amostras a 37 graus Celsius pelo tempo necessário, para permitir uma reação química.Misture a amostra de muco e o reagente movendo o fundo do tubo de microcentrifuge a cada dois minutos para permitir a penetração progressiva do reagente na amostra de muco sem comprometer a rede de mucina. Ao comparar vários reagentes medicamentosos, certifique-se de que o tempo de incubação seja semelhante. Ligue a máquina e inicialize o software.Selecione nova medição. Digite o número de identificação da amostra em Measure ID e o nome do operador em Operador para continuar. Insira informações adicionais ou comentários nos comentários.Selecione um conjunto de geometria e inspecione cuidadosamente placas grandes e pequenas, para garantir que as placas estejam limpas e em perfeitas condições. Insira a placa grande firmemente no púlpito inferior. Insira a placa pequena suavemente no púlpito superior e bloqueie a placa girando ligeiramente até ouvir um clique, o que indica que a placa está devidamente presa.Note que a oscilação livre da placa superior é normal. Aguarde até que a temperatura atinja 37 graus Celsius. Em seguida, inicie a calibração automática, conforme solicitado pelo software.Utilizando uma pipeta de deslocamento positiva, pipeta lenta entre 250 e 500 microliters da amostra no centro da grande placa inferior. Uma vez depositadas na placa, amostras viscosas adotarão uma forma de cúpula, enquanto que amostras altamente elásticas podem exigir corte físico. Abaixe a cabeça de medição carregando a pequena placa através do software e observe a amostra.Se estiver devidamente carregada na placa inferior, a amostra fará contato e será centrada entre as duas placas. Para garantir que a amostra preencha a lacuna, use a função de lacuna reduzida até que a amostra não esteja mais na forma biconcava ou alinhada com a borda da placa. A função de abertura reduzida reduz a borda de medição em incrementos de 0,1 milímetro e é limitada a 7 incrementos.Se uma lacuna permanecer após os 7 incrementos, clique em Redo Instalação para retornar à posição inicial e ajustar a posição e o volume da amostra. Se a lacuna for extremamente reduzida, remova a amostra em excesso com uma espátula por um movimento circular ao longo da borda da placa superior. Corte a amostra em excesso suavemente para evitar o estresse da tesoura.Abaixe a tampa protetora para evitar qualquer projeção acidental de fluidos contaminados durante a oscilação. Para iniciar a medição, clique em Iniciar Análise. Um ciclo inteiro levará de quatro a sete minutos.Evite falar alto e toque no dispositivo ou no banco durante toda a duração do ciclo. Um ambiente tranquilo é crucial para os dois primeiros minutos. Uma vez que o ciclo esteja concluído, clique ao lado para levantar a cabeça de medição e gerar o relatório de análise da amostra.Uma vez que a cabeça de medição esteja totalmente retraída, levante a tampa protetora. Descarte a amostra e remova cuidadosamente as placas. Limpe e desinfete as placas usando água morna e sabão.As características viscoelásticas de oito peo megadalton foram medidas em cinco concentrações e diretamente comparadas entre o reômetro avaliado no topo do banco e um reômetro a granel tradicional. Em contraste com as soluções peo, o muco asmático de status representa um comportamento elástico de forma sólida dominado em baixa tensão e apresenta um crossover em alta tensão. Além disso, as medições triplicadas realizadas em solução de PEO de 1,5% e amostra de muco de ensaio clínico, confirmaram que as características viscoelásticas lineares eram altamente repetíveis para os valores obtidos da amostra biológica.As alterações foram medidas nas propriedades viscoelásticas do muco após o tratamento com um agente mucolítico. Os efeitos de TCEP no ensaio muco viscoelasticity foram testados em um ambiente clínico utilizando o reômetro benchtop. O tratamento mucolítico resultou em uma amostra mais fluida com uma diminuição no módulo complexo em 4,6 vezes, módulo elástico por 5,1 dobra, módulo viscoso em 1,9 vezes, cepa de crossover em 3,3 vezes e estresse de rendimento cruzado em 5,7 vezes, e aumento da taxa de amortecimento em 2,8 vezes.Medir a viscoelasticidade do muco das vias aéreas em um ambiente clínico acelerado pode ajudar a adaptar o tratamento dos pacientes caso a caso, bem como fornecer um protocolo padronizado para testar novos compostos farmacológicos. Esta técnica é atualmente usada para examinar os efeitos de moduladores cftr altamente eficazes no escarro de fibrose cística e para testar a potência de várias drogas destinadas a alterar propriedades do muco.

Research

JoVE Journal

Medicine

Rapid Point-of-Care Assay of Enoxaparin Anticoagulant Efficacy in Whole Blood

Ensaio de Point-of-Care rápida de eficácia anticoagulante enoxaparina em sangue total

There is the need for a clinical assay to determine the extent to which a patient's blood is effectively anticoagulated by the ...

Medicina

The &alpha;-test: Rapid Cell-free CD4 Enumeration Using Whole Saliva

The ÃƒÅ½Ã‚Â±-test: Rapid Cell-free CD4 Enumeration Using Whole Saliva

O α-teste: Rapid livre de células CD4 enumeração Utilizando saliva total

There is an urgent need for affordable CD4 enumeration to monitor HIV disease. CD4 enumeration is out of reach in resource-limited regions due to the time ...

Automated Measurement of Pulmonary Emphysema and Small Airway Remodeling in Cigarette Smoke-exposed Mice

Automáticos de medição de enfisema pulmonar e das vias aéreas pequenas Reformas em cigarro expostas ao fumo Mice

COPD is projected to be the third most common cause of mortality world-wide by 2020(1).  Animal models of COPD are used to identify molecules that ...

Topical Airway Anesthesia for Awake-endoscopic Intubation Using the Spray-as-you-go Technique with High Oxygen Flow

Tópica das vias aéreas Anestesia para intubação acordada-endoscópica Usando o Spray-as-you-go Técnica com fluxo de oxigênio elevado

A patient&#39;s willingness to cooperate is an absolute precondition for successful awake intubation of the trachea. Whilst drug-sedation of patients can ...

In Vivo Evaluation of the Mechanical and Viscoelastic Properties of the Rat Tongue

In Vivo Evaluation of the Mechanical and Viscoelastic Properties of the Rat Tongue

Avaliação In Vivo das Propriedades Mecanicas e Viscoelásticas da Língua do Rato

The tongue is a highly innervated and vascularized muscle hydrostat on the floor of the mouth of most vertebrates. Its primary functions include ...

Rapid Evaluation of Toxicity of Chemical Compounds Using Zebrafish Embryos

Avaliação rápida da toxicidade de compostos químicos usando embriões de zebrafish

The zebrafish is a widely used vertebrate model organism for the disease and phenotype-based drug discovery. The zebrafish generates many offspring, has ...

Characterization of Sickling During Controlled Automated Deoxygenation with Oxygen Gradient Ektacytometry

Caracterização de Sickling durante desoxigenação automatizada controlada com o gradiente ektacytometry do oxigênio

In sickle cell disease (SCD), a single point mutation in the gene coding for beta-globin causes the production of abnormal hemoglobin S (HbS). When ...

The Rigid Tube as an Alternative in Controlling the Problematic Airway

O tubo rígido como alternativa no controle das vias aéreas problemáticas

The unexpected problematic airway represents a large proportion of anesthesia-related morbidity and mortality. The retromolar or paraglossal approach is ...

Characterization of a Novel Human Organotypic Retinal Culture Technique

Caracterização de uma nova técnica de cultura de retina organotipípica humana

Previous human organotypic retinal culture (HORC) models have utilized detached retinas; however, without the structural support conferred by retinal ...

Design and Development of a Model to Study the Effect of Supplemental Oxygen on the Cystic Fibrosis Airway Microbiome

Projeto e Desenvolvimento de um Modelo para Estudar o Efeito do Oxigênio Suplementar no Microbioma da Fibrose Cística

Airway microbial communities are thought to play an important role in the progression of cystic fibrosis (CF) and other chronic pulmonary diseases. ...