Name: a minimally invasive, accurate, and efficient technique for intrathymic injection in mice
Uploaded: 2022-08-23T14:00:00
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Vorremmo ringraziare Raymond H. Thornton per il suo lavoro iniziale perspicace e completo su questa tecnica. Questo studio è stato finanziato dal sostegno del National Cancer Institute (NCI 1R37CA250661-01A1), della Children's Leukemia Research Association, della Hackensack Meridian School of Medicine e della HUMC Foundation / Tackle Kids Cancer.

Tutte le procedure sono state eseguite in conformità con le linee guida per la cura degli animali presso il Center for Discovery and Innovation (protocollo IACUC 290). Per il presente studio, topi C57BL / 6 (femmina, 4-6 settimane), topi C57BL / 6 (femmina, 6 mesi), topi femmina J: NU, topi femmina NOD scid gamma (NSG) e B6; I topi CAG-luc, -GFP sono stati utilizzati rispettivamente come modello murino giovane, modello di topo invecchiato, modello di nudo atimico, modello immunodeficiente e sorgente cellulare di biolumi...

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L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intrathymic+injection+of+hematopoietic+progenitor+cells+establishes+functional+T+cell+development+in+a+mouse+model+of+severe+combined+immunodeficiency.">Intrathymic injection of hematopoietic progenitor cells establishes functional T cell development in a mouse model of severe combined immunodeficiency.</a> Journal of Hematology &amp; Oncology. 10 (1), 109 (2017).</li><li>Hogan, B. V., Peter, M. B., Shenoy, H. G., Horgan, K., Hughes, T. 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H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Free-hand+ultrasound+guidance+permits+safe+and+efficient+minimally+invasive+intrathymic+injections+in+both+young+and+aged+mice.">Free-hand ultrasound guidance permits safe and efficient minimally invasive intrathymic injections in both young and aged mice.</a> Ultrasound in Medicine and Biology. 41 (4), 1105-1111 (2015).</li><li>K&#252;ker, 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=The+value+of+necropsy+reports+for+animal+health+surveillance.">The value of necropsy reports for animal health surveillance.</a> BMC Veterinary Research. 14 (1), 191 (2018).</li><li>Sinclair, C., Bains, I., Yates, A. 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Un'iniezione a mano libera guidata da ultrasuoni è una tecnica altamente accurata per fornire materiali di studio al timo in modo efficiente e asettico. Dopo la sterilizzazione iniziale della pelle nel sito di iniezione, la sterilità viene mantenuta durante la procedura grazie all'uso di guanti sterili, coperture sterili per sonde ad ultrasuoni e gel per ultrasuoni sterili. In contrasto con l'approccio percutaneo cieco 10,17 o affidandosi a incisioni chirurgiche per la visualizzazione diretta del timo...

Il timo ha un ruolo essenziale nello sviluppo e nell'immunità delle cellule T. La carenza di cellule T, che può essere causata da involuzione timica, malattie genetiche, infezioni e trattamenti contro il cancro, tra gli altri fattori, porta ad un'elevata mortalità e morbilità 1,2. I modelli murini sono indispensabili nella ricerca immunologica sia di base che traslazionale e sono stati utilizzati per decenni per studiare la biologia timica e lo sviluppo delle cellule T, nonché per sviluppare trattamenti per coloro che soffrono di disfunzione timica e deficit di cellule T 3,4,5.
Una parte centrale delle indagini timiche è stata l'iniezione intratimica di materiali biologici come cellule, geni o proteine nei modelli murini 6,7,8,9,10,11,12. I metodi convenzionali di iniezione intratimica utilizzano toracotomia seguita da iniezione intratimica sotto visualizzazione diretta o da iniezione percutanea "cieca" nel mediastino. L'approccio chirurgico aumenta significativamente il rischio di pneumotorace, tra gli altri. Inoltre, l'elevato stress durante questo intervento chirurgico provoca immunosoppressione, compromettendo così potenzialmente i dati immunologici13. I ricercatori esperti, dopo un po 'di pratica, possono eseguire la tecnica di iniezione cieca, ma questo approccio è meno accurato e quindi limita i soggetti sperimentali ai topi giovani con un grande timo.
L'utilizzo della guida ecografica è stato introdotto come alternativa precisa e minimamente invasiva ai tradizionali approcci di iniezione intratimica14. Tuttavia, questa procedura richiede molto tempo quando si utilizza il sistema ferroviario integrato anziché la tecnica a mano libera. L'esecuzione delle iniezioni con il supporto di iniezione richiede un'attenta ottimizzazione delle immagini e il posizionamento del trasduttore con l'aiuto dei vari accessori come il supporto e il supporto del trasduttore, il sistema di posizionamento X, Y e Z, nonché un funzionamento efficiente dei controlli di micromanipolazione e delle estensioni del sistema ferroviario. Una semplice tecnica alternativa, l'iniezione timica ecoguidata, viene qui presentata eseguita da un radiologo utilizzando un approccio a mano libera15, che è un'alternativa minimamente invasiva rapida e accurata ai metodi sopra descritti. È importante sottolineare che l'approccio attuale può essere eseguito con qualsiasi sistema di imaging a ultrasuoni ad alta risoluzione senza bisogno di un supporto di iniezione e di un sistema di guida integrato. È particolarmente utile per gli studi che richiedono l'iniezione di un gran numero di topi11, per esperimenti che coinvolgono l'iniezione di entrambi i lobi timici o per l'iniezione accurata di piccoli timo in topi anziani, irradiati o immunocompromessi12.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Aquasonic 100 Ultrasound Gel</td>
			<td>Parker Laboratories (Fairfield, NJ, USA)</td>
			<td>01-01</td>
			<td>Sterile Ultrasound Transmission Gel</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>B6;CAG-luc, -GFP mouse</td>
			<td>The Jackson Laboratory (Bar Harbor, ME, USA)</td>
			<td>025854</td>
			<td>Bioluminescence cell source</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BD Insulin Syringes with needle</td>
			<td>Becton Dickinson (Franklin Lakes, NJ, USA)</td>
			<td>328431</td>
			<td>Ultra-fine needle - 12.7 mm, 30 G</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>C57BL/6 mouse - aged</td>
			<td>The Jackson Laboratory (Bar Harbor, ME, USA)</td>
			<td>000664</td>
			<td>age 6 months old; aged model</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>C57BL/6 mouse - young</td>
			<td>The Jackson Laboratory (Bar Harbor, ME, USA)</td>
			<td>000664</td>
			<td>age 4-6 weeks; young model</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chloraprep One-step 0.67 mL</td>
			<td>CareFusion (El Paso, TX, USA)</td>
			<td>260449</td>
			<td>chlorhexidine gluconate applicator</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Curity Cotton Tipped Applicator</td>
			<td>Cardinal Health (Dublin, OH, USA)</td>
			<td>A5000-2</td>
			<td>Sterile, 6&#34;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>D-Luciferin</td>
			<td>Gold Biotechnology (St Louis, MO, USA)</td>
			<td>LUCK-1G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isoflurane</td>
			<td>Henry Schein (Melville, NY, USA)</td>
			<td>1182097</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>IVIS Lumina X5</td>
			<td>PerkinElmer (Melville, NY, USA)</td>
			<td>n/a</td>
			<td>In vivo bioluminescence imaging system</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>J:NU mouse</td>
			<td>The Jackson Laboratory (Bar Harbor, ME, USA)</td>
			<td>007850</td>
			<td>Athymic nude model</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Kendall Hypoallergenic Paper Tape</td>
			<td>Cardinal Health (Dublin, OH, USA)</td>
			<td>1914C</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Kimtech Surgical Nitrile Gloves</td>
			<td>Kimberly-Clark Professional (Irving, TX, USA)</td>
			<td>56892</td>
			<td>Sterile Gloves</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nair Hair Remover Lotion</td>
			<td>Church and Dwight (Trenton, NJ, USA)</td>
			<td>n/a</td>
			<td>Depilatory agent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NOD scid gamma (NSG) mouse</td>
			<td>The Jackson Laboratory (Bar Harbor, ME, USA)</td>
			<td>005557</td>
			<td>Immunodeficient model</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phosphate-Buffered Saline (PBS), 1x</td>
			<td>Corning (Corning, NY, USA)</td>
			<td>21-040-CV</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Puralube Vet Ointment</td>
			<td>Med Vet International</td>
			<td>PH-PURALUBE-VET</td>
			<td>Eye ointment</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sheathes</td>
			<td>Sheathing Technologies (Morgan Hill, CA, USA)</td>
			<td>10040</td>
			<td>Sterile Ultrasound Probe Covers</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sure-Seal Induction Chamber</td>
			<td>Braintree Scientific (Braintree, MA, USA)</td>
			<td>EZ-17 85</td>
			<td>Anesthesia induction chamber</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Transducer MX550D</td>
			<td>FUJIFILM VisualSonics (Toronto, ON, Canada)</td>
			<td>n/a</td>
			<td>Vevo 3100 imaging probe (25-55 MHz, Centre Transmit: 40 MHz)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trypan Blue, 0.4% solution in PBS</td>
			<td>MP Biomedicals (Solon, OH, USA)</td>
			<td>91691049</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vevo 3100 Imaging System</td>
			<td>FUJIFILM VisualSonics (Toronto, ON, Canada)</td>
			<td>n/a</td>
			<td>Ultrasound imaging system</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vevo 3100 Lab Software</td>
			<td>FUJIFILM VisualSonics (Toronto, ON, Canada)</td>
			<td>n/a</td>
			<td>Version 3.2.7 for imaging and analysis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vevo Compact Dual Anesthesia System</td>
			<td>FUJIFILM VisualSonics (Toronto, ON, Canada)</td>
			<td>n/a</td>
			<td>Tabletop isoflurane-based anesthesia unit</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vevo Imaging Station</td>
			<td>FUJIFILM VisualSonics (Toronto, ON, Canada)</td>
			<td>n/a</td>
			<td>Procedural platform</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a minimally invasive, accurate, and efficient technique for intrathymic injection in mice

L'iniezione intratimica in modelli murini è una tecnica importante per lo studio della funzione timica e immunitaria, comprese le malattie genetiche e acquisite delle cellule T. Ciò richiede metodi per la deposizione diretta di reagenti e / o cellule nel timo di topi vivi. I metodi tradizionali di iniezione intratimica includono la chirurgia toracica o iniezioni mini-invasive percutanee in cieco, entrambe con limitazioni significative. I dispositivi di imaging ad ultrasuoni ad altissima frequenza hanno reso possibili iniezioni percutanee guidate da immagini nei topi, migliorando notevolmente l'accuratezza dell'iniezione dell'approccio di iniezione percutanea e consentendo l'iniezione di bersagli più piccoli. Tuttavia, le iniezioni guidate da immagini si basano sull'utilizzo di un sistema ferroviario integrato, rendendo questa procedura rigida e dispendiosa in termini di tempo. Qui viene presentato un metodo unico, sicuro ed efficiente per le iniezioni intratimiche percutanee nei topi, eliminando la dipendenza dal sistema binario per le iniezioni. La tecnica si basa sull'utilizzo di un'unità micro-ecografica ad alta risoluzione per visualizzare il timo del topo in modo non invasivo. Utilizzando una tecnica a mano libera, un radiologo può posizionare una punta dell'ago direttamente nel timo del topo sotto guida ecografica. I topi vengono puliti e anestetizzati prima dell'imaging. Per un radiologo esperto esperto in procedure ecoguidate, il periodo di apprendimento per la tecnica dichiarata è piuttosto breve, in genere all'interno di una sessione. Il metodo ha un basso tasso di morbilità e mortalità per i topi ed è molto più veloce delle attuali tecniche assistite meccanicamente per l'iniezione percutanea. Consente allo sperimentatore di eseguire in modo efficiente iniezioni percutanee precise e affidabili di timo di qualsiasi dimensione (compresi organi molto piccoli come il timo di topi anziani o immunodeficienti) con uno stress minimo sull'animale. Questo metodo consente l'iniezione di singoli lobi se lo si desidera e facilita esperimenti su larga scala grazie alla natura che consente di risparmiare tempo della procedura.

Il successo dell'implementazione di questa tecnica si basa su alcuni passaggi chiave da seguire. In primo luogo, deve essere garantita l'identificazione affidabile della ghiandola del timo stessa. Nei topi giovani, questo è semplice a causa delle grandi dimensioni della ghiandola (Figura 3A). Nei topi più anziani o nei topi immunodeficienti, può essere più impegnativo; tuttavia, è ancora molto fattibile con le moderne apparecchiature ad ultrasuoni (Figura 3B</strong...

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A Minimally Invasive, Accurate, and Efficient Technique for Intrathymic Injection in Mice

Il presente protocollo descrive una procedura di radiologia interventistica stabilita per l'iniezione intratimica nei topi per evitare il rischio di chirurgia aperta e migliorare l'accuratezza delle iniezioni percutanee cieche.

Una tecnica minimamente invasiva, accurata ed efficiente per l'iniezione intratimica nei topi

Intrathymic injection in mouse models is an important technique for studying thymic and immune function, including genetic and acquired T cell disorders. ...

Il protocollo fornisce un'alternativa non chirurgica accurata, sicura ed efficiente ai tradizionali metodi chirurgici e di iniezione cieca. È anche la tecnica di iniezione più accurata per l'atrofia dei timo nei topi anziani o immunodeficienti. Il vantaggio principale è una procedura di iniezione minimamente stressante che è molto sicura e precisa, ma anche rapida, consentendo così esperimenti su larga scala senza compromettere i dati dall'immunosoppressione chirurgica correlata allo stress.Mantenere l'allineamento dell'ago e del trasduttore mentre lo si avanza attraverso la parete toracica richiede un po 'di pratica. Si consiglia quindi di collaborare con un radiologo interventista esperto per eseguire iniezioni o fornire formazione. Ad aiutare a dimostrare la procedura sarà Shaina Anuncio, un tecnico del mio laboratorio.Per iniziare, applicare un sottile strato di crema depilatoria sulla zona anteriore del torace dei topi per meno di un minuto per rimuovere la pelliccia. Utilizzare un tovagliolo di carta bagnato per rimuovere la crema e la pelliccia sciolta. Confermare la profondità dell'anestetico appropriata non rispondendo al pizzico della zampa posteriore.Applicare unguento oftalmico su entrambi gli occhi per prevenire l'essiccazione corneale. Posizionare un topo alla volta in posizione supina sulla piattaforma riscaldata della stazione di imaging a ultrasuoni per piccoli animali con il cono del naso in posizione. Fissare il mouse sul palco con nastro adesivo medico sugli arti posteriori e anteriori.Disinfettare la pelle del torace superiore priva di pelliccia utilizzando un applicatore di gluconato di clorexidina. Attivare la sonda lineare ad alta frequenza disponibile. Tipicamente, la sonda con la più alta risoluzione spaziale per le dimensioni dell'animale da fotografare.Attivare la sonda toccando il pulsante corrispondente dopo la schermata di avvio. Per ottimizzare le impostazioni degli ultrasuoni per l'imaging e l'iniezione, regolare la profondità del campo visivo a una dimensione appropriata per l'animale di destinazione regolando i cursori orientati verticalmente sul lato destro dello schermo. Regola il guadagno della scala di grigi facendo scorrere il pulsante lungo la barra orizzontale nella parte inferiore dello schermo.Quindi, regolare la zona focale al livello previsto del timo. Applicare circa un millilitro di gel per ultrasuoni sulla superficie del trasduttore mentre è in posizione verticale, appoggiato nel supporto della macchina ad ultrasuoni o nelle mani di un assistente. Per preparare un piccolo campo sterile accanto alla piattaforma riscaldata, svuotare un coperchio sterile della sonda, elastico, guanti sterili e gel per ultrasuoni sterili sul campo sterile.Quindi, indossare i guanti sterili. Posizionare con cautela il coperchio sterile della sonda sul trasduttore a ultrasuoni e sul gel. Per mantenere la sterilità, toccare solo la copertura sterile.Far scorrere l'elastico sterile sul coperchio della sonda per tenerlo in posizione. Posizionare da due a tre millilitri di gel per ultrasuoni sterile sul trasduttore. Posizionare verticalmente la sonda con gel ad ultrasuoni sulla parte disinfettata della parete toracica anteriore del mouse per l'imaging iniziale, mantenendo la sterilità.Visualizza e ottimizza l'immagine ecografica come dimostrato in precedenza. Per scansionare il torace anteriore del mouse in un piano trasversale, tenere il trasduttore verticalmente e spostarlo su e giù dal collo all'addome in un movimento simile a un pennello o ampio. Con il cuore centrato nel campo visivo, spazzare leggermente il trasduttore verso il collo.Notate le due strutture nere rotonde accoppiate su entrambi i lati della parte superiore del torace. Utilizzando la sonda ad ultrasuoni, individuare la porzione più ampia del timo, che di solito è il sito bersaglio ideale per l'iniezione. Anticipare una traiettoria orizzontale dell'ago nella posizione scelta e annotare dove si trovano i principali vasi sanguigni in questo sito.Questi vasi devono essere evitati durante l'iniezione. I vasi sanguigni saranno strutture pulsatili ipoecogene. In caso di dubbi, attivare la modalità color Doppler toccando il pulsante colore sullo schermo per verificare il flusso all'interno dei vasi.Tenere il trasduttore in una mano e un ago da insulina calibro 30 con 10 microlitri di iniettare nell'altra. Per iniziare il processo di iniezione, spostare il trasduttore lateralmente in modo che il timo sia decentrato nel campo visivo degli ultrasuoni. Assicurarsi che l'altro lato del campo visivo sia costituito principalmente da gel ad ultrasuoni e nient'altro.Posizionare la punta dell'ago nel gel sotto il trasduttore e spostare lentamente l'ago fino a quando non viene visualizzato adiacente alla superficie della pelle. Durante l'imaging continuo dell'ago sotto ultrasuoni, inserire l'ago nella ghiandola del timo con una traiettoria percutanea lontano dai vasi sanguigni. Utilizzare una traiettoria orizzontale del timo incrociato per posizionare la punta dell'ago nel lobo timico controlaterale al sito di ingresso.Una volta che la punta dell'ago si trova all'interno della porzione desiderata del timo, iniettare rapidamente il contenuto dalla siringa da 30 gauge utilizzando la visualizzazione ecografica. Per stabilizzare la siringa durante l'inserimento e l'iniezione dell'ago, tenere la siringa tra il pollice e il terzo dito e controllare lo stantuffo della siringa con l'indice. Rimuovere l'ago dopo che tutto il contenuto è stato depositato.Nei topi giovani, l'identificazione della ghiandola del timo era semplice a causa delle grandi dimensioni della ghiandola. Era più impegnativo nei topi più anziani o immunodeficienti. Tuttavia, era ancora molto fattibile con le moderne apparecchiature ad ultrasuoni.L'iniezione di successo è stata notata quando l'ago non ha attraversato strutture critiche, come il cuore, l'aorta o una delle vene cave inferiori. La punta dell'ago è stata visualizzata nella sua posizione target durante l'iniezione, confermando la deposizione intratimica. La posizione intratimica dell'iniezione è stata confermata utilizzando Luciferina come iniezione in topi transgenici luciferasi.Questi sono stati valutati immediatamente con imaging a bioluminescenza, confermando la corretta posizione dell'iniezione senza sacrificare l'animale. In alternativa, Trypan Blue è stato iniettato come marcatore visivo del sito di iniezione e dell'accuratezza dell'iniezione utilizzando ex vivo con necroscopia. Il nostro gruppo ha utilizzato questa tecnica per diversi grandi studi, tra cui la ricerca sull'immunoterapia del cancro, basata sull'iniezione di cellule progenitrici geneticamente modificate e per migliorare la funzione timica nei topi immunodeficienti.

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A Simple and Efficient Approach to Construct Mutant Vaccinia Virus Vectors

Un approccio semplice ed efficiente per costruire Mutant vaccinia vettori di virus

The CRISPR-associated endonuclease Cas9 can edit particular genomic loci directed by a single guide RNA (gRNA). The CRISPR/Cas9 system has been ...

A Non-invasive and Technically Non-intensive Method for Induction and Phenotyping of Experimental Bacterial Pneumonia in Mice

Un metodo non invasivo e tecnicamente non intensiva per l&#39;induzione e Fenotipizzazione Sperimentale polmonite batterica nei topi

Although community-acquired pneumonia remains a major public health problem, murine models of bacterial pneumonia have recently facilitated significant ...

Induction of Paralysis and Visual System Injury in Mice by T Cells Specific for Neuromyelitis Optica Autoantigen Aquaporin-4

Induzione di paralisi e di lesioni del sistema visivo in topi da specifiche cellule T per neuromielite ottica Autoantigen acquaporina-4

While it is recognized that aquaporin-4 (AQP4)-specific T cells and antibodies participate in the pathogenesis of neuromyelitis optica (NMO), a human ...

Highly Efficient Transfection of Primary Macrophages with In Vitro Transcribed mRNA

Trasfezione altamente efficiente dei macrofagi primari con mRNA trascritto in vitro

Macrophages are phagocytic cells specialized in detecting molecules of non-self origin. To this end, they are equipped with a large array of pattern ...