Name: generation of hypoparathyroid rats via carbon-nanoparticle-assisted parathyroidectomy
Uploaded: 2023-07-14T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Generation of Hypoparathyroid Rats via Carbon-Nanoparticle-Assisted Parathyroidectomy at JoVE.com

Este trabajo fue apoyado por la subvención NSFC 81800928, la financiación de la investigación de la Escuela / Hospital de Estomatología de la Universidad de Sichuan de China Occidental (No. RCDWJS2021-1) y la subvención de financiación abierta del Laboratorio Estatal Clave de Enfermedades Orales SKLOD-R013.

Este estudio fue aprobado por el Comité Institucional de Cuidado y Uso de Animales en el Laboratorio Estatal Clave de Enfermedades Orales de la Universidad de Sichuan. Se obtuvo permiso de las agencias locales pertinentes antes del experimento. Para el presente estudio se utilizaron ocho ratas Sprague-Dawley (SD) macho de 8-10 semanas de edad, con un peso promedio de 200-250 g. Los animales fueron obtenidos de una fuente comercial (ver Tabla de Materiales). Se proporcionaron alimentos y agua ad libi...

<ol>
	<li>Bilezikian, J. P., 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=Hypoparathyroidism+in+the+adult:+Epidemiology,+diagnosis,+pathophysiology,+target-organ+involvement,+treatment,+and+challenges+for+future+research.">Hypoparathyroidism in the adult: Epidemiology, diagnosis, pathophysiology, target-organ involvement, treatment, and challenges for future research.</a> Journal of Bone and Mineral Research. 26 (10), 2317-2337 (2011).</li><li>Bilezikian, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hypoparathyroidism.">Hypoparathyroidism.</a> The Journal of Clinical Endocrinology and Metabolism. 105 (6), 1722-1736 (2020).</li><li>Underbjerg, L., Sikjaer, T., Mosekilde, L., Rejnmark, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Postsurgical+hypoparathyroidism-Risk+of+fractures,+psychiatric+diseases,+cancer,+cataract,+and+infections.">Postsurgical hypoparathyroidism-Risk of fractures, psychiatric diseases, cancer, cataract, and infections.</a> Journal of Bone and Mineral Research. 29 (11), 2504-2510 (2014).</li><li>Underbjerg, L., Sikjaer, T., Mosekilde, L., Rejnmark, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+epidemiology+of+nonsurgical+hypoparathyroidism+in+Denmark:+A+nationwide+case+finding+study.">The epidemiology of nonsurgical hypoparathyroidism in Denmark: A nationwide case finding study.</a> Journal of Bone and Mineral Research. 30 (9), 1738-1744 (2015).</li><li>Astor, M. 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=Epidemiology+and+health-related+quality+of+life+in+hypoparathyroidism+in+Norway.">Epidemiology and health-related quality of life in hypoparathyroidism in Norway.</a> The Journal of Clinical Endocrinology and Metabolism. 101 (8), 3045-3053 (2016).</li><li>Rodriguez-Ortiz, M. E., 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=Calcium+deficiency+reduces+circulating+levels+of+FGF23.">Calcium deficiency reduces circulating levels of FGF23.</a> Journal of the American Society of Nephrology. 23 (7), 1190-1197 (2012).</li><li>Davies, B. M., Gordon, A. H., Mussett, M. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+plasma+calcium+assay+for+parathyroid+hormone,+using+parathyroidectomized+rats.">A plasma calcium assay for parathyroid hormone, using parathyroidectomized rats.</a> The Journal of Physiology. 125 (2), 383-395 (1954).</li><li>Clarke, B. L., 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=Epidemiology+and+diagnosis+of+hypoparathyroidism.">Epidemiology and diagnosis of hypoparathyroidism.</a> The Journal of Clinical Endocrinology and Metabolism. 101 (6), 2284-2299 (2016).</li><li>Liu, Y., Shan, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Expert+consensus+on+diagnosis+and+treatment+for+elderly+with+thyroid+diseases+in+China.">Expert consensus on diagnosis and treatment for elderly with thyroid diseases in China.</a> Aging Medicine. 4 (2), 70-92 (2021).</li><li>Sulejmanovic, M., Cickusic, A. J., Salkic, S., Bousbija, F. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Annual+incidence+of+thyroid+disease+in+patients+who+first+time+visit+department+for+thyroid+diseases+in+Tuzla+Canton.">Annual incidence of thyroid disease in patients who first time visit department for thyroid diseases in Tuzla Canton.</a> Materia Socio-Medica. 31 (2), 130-134 (2019).</li><li>Liao, H. W., 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=Relationship+between+fibroblast+growth+factor+23+and+biochemical+and+bone+histomorphometric+alterations+in+a+chronic+kidney+disease+rat+model+undergoing+parathyroidectomy.">Relationship between fibroblast growth factor 23 and biochemical and bone histomorphometric alterations in a chronic kidney disease rat model undergoing parathyroidectomy.</a> PloS One. 10 (7), 0133278 (2015).</li><li>Russell, P. S., Gittes, R. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Parathyroid+transplants+in+rats:+A+comparison+of+their+survival+time+with+that+of+skin+grafts.">Parathyroid transplants in rats: A comparison of their survival time with that of skin grafts.</a> The Journal of Experimental Medicine. 109 (6), 571-588 (1959).</li><li>Sakai, 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=Osteoclast+development+in+immobilized+bone+is+suppressed+by+parathyroidectomy+in+mice.">Osteoclast development in immobilized bone is suppressed by parathyroidectomy in mice.</a> Journal of Bone and Mineral Metabolism. 23 (1), 8-14 (2005).</li><li>Bi, R., Fan, Y., Luo, E., Yuan, Q., Mannstadt, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Two+techniques+to+create+hypoparathyroid+mice:+parathyroidectomy+using+GFP+glands+and+diphtheria-toxin-mediated+parathyroid+ablation.">Two techniques to create hypoparathyroid mice: parathyroidectomy using GFP glands and diphtheria-toxin-mediated parathyroid ablation.</a> Journal of Visualized Experiments. (121), e55010 (2017).</li><li>Bi, 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=Diphtheria+toxin-+and+GFP-based+mouse+models+of+acquired+hypoparathyroidism+and+treatment+with+a+long-acting+parathyroid+hormone+analog.">Diphtheria toxin- and GFP-based mouse models of acquired hypoparathyroidism and treatment with a long-acting parathyroid hormone analog.</a> Journal of Bone and Mineral Research. 31 (5), 975-984 (2016).</li><li>Huang, 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=Carbon+nanoparticles+suspension+injection+for+photothermal+therapy+of+xenografted+human+thyroid+carcinoma+in+vivo.">Carbon nanoparticles suspension injection for photothermal therapy of xenografted human thyroid carcinoma in vivo.</a> MedComm. 1 (2), 202-210 (2020).</li><li>Zhang, R. J., Chen, Y. L., Deng, X., Yang, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Carbon+nanoparticles+for+thyroidectomy+and+central+lymph+node+dissection+for+thyroid+cancer.">Carbon nanoparticles for thyroidectomy and central lymph node dissection for thyroid cancer.</a> The American Surgeon. , (2022).</li><li>Long, 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+carbon+nanoparticle+lymphatic+tracer+protected+parathyroid+glands+during+radical+thyroidectomy+for+papillary+thyroid+non-microcarcinoma.">A carbon nanoparticle lymphatic tracer protected parathyroid glands during radical thyroidectomy for papillary thyroid non-microcarcinoma.</a> Surgical Innovation. 24 (1), 29-34 (2017).</li><li>Li, 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=Efficacy+and+safety+of+long-term+universal+salt+iodization+on+thyroid+disorders:+Epidemiological+evidence+from+31+provinces+of+mainland+China.">Efficacy and safety of long-term universal salt iodization on thyroid disorders: Epidemiological evidence from 31 provinces of mainland China.</a> Thyroid. 30 (4), 568-579 (2020).</li><li>Powers, J., Joy, K., Ruscio, A., Lagast, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prevalence+and+incidence+of+hypoparathyroidism+in+the+United+States+using+a+large+claims+database.">Prevalence and incidence of hypoparathyroidism in the United States using a large claims database.</a> Journal of Bone and Mineral Research. 28 (12), 2570-2576 (2013).</li><li>Zihao, N., 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=Promotion+of+allogeneic+parathyroid+cell+transplantation+in+rats+with+hypoparathyroidism.">Promotion of allogeneic parathyroid cell transplantation in rats with hypoparathyroidism.</a> Gland Surgery. 10 (12), 3403-3414 (2021).</li><li>Goncu, 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=Xenotransplantation+of+microencapsulated+parathyroid+cells+as+a+potential+treatment+for+autoimmune-related+hypoparathyroidism.">Xenotransplantation of microencapsulated parathyroid cells as a potential treatment for autoimmune-related hypoparathyroidism.</a> Experimental and Clinical Transplantation. , (2021).</li><li>Jung, S. 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=Standardization+of+a+physiologic+hypoparathyroidism+animal+model.">Standardization of a physiologic hypoparathyroidism animal model.</a> PLoS One. 11 (10), 0163911 (2016).</li><li>Chen, W., Lv, Y., Xie, R., Xu, D., Yu, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Application+of+lymphatic+mapping+to+recognize+and+protect+parathyroid+in+thyroid+carcinoma+surgery+by+using+carbon+nanoparticles.">Application of lymphatic mapping to recognize and protect parathyroid in thyroid carcinoma surgery by using carbon nanoparticles.</a> Journal of Clinical Otorhinolaryngology, Head, and Neck Surgery. 28 (24), 1918-1920 (1924).</li></ol>

Los informes epidemiológicos indican que la detección de enfermedades tiroideas ha aumentado significativamente, y el número de cirugías relacionadas realizadas ha aumentado en consecuencia19,20. La tasa de incidencia de hipoparatiroidismo posquirúrgico es de aproximadamente 7,6%8,21, mientras que el aumento de la morbilidad del hipoparatiroidismo adquirido ha provocado que esta enfermedad rara gane mayor atención de la in...

La hormona paratiroidea (PTH) es secretada por las glándulas paratiroides. Es un modulador importante del balance de calcio, mantiene el metabolismo del fosfato y participa en el recambio óseo 1,2. El hipoparatiroidismo (HypoPT) se manifiesta como una disminución de la secreción o pérdida funcional de PTH. Es un trastorno endocrino raro, con una prevalencia de aproximadamente 9-37 por 100.000 años-persona 3,4,5. HypoPT se caracteriza por una disminución de la PTH sérica y los niveles de calcio acompañados de un aumento del fósforo sérico 6,7. La hipoPT se clasifica según su causa: hipoparatiroidismo adquirido (AHypoPT) o hipoparatiroidismo idiopático (IHypoPT)8. AHypoPT se encuentra más comúnmente en la práctica clínica; alrededor del 75% de los casos de AHypoPT son causados por resección o lesión accidental de las glándulas paratiroides durante la cirugía de tiroides u otras cirugías de cabeza y cuello. Otras causas incluyen radioterapia y quimioterapia para tumores de cabeza y cuello y toxicidad farmacológica 1,8. Los métodos de diagnóstico mejorados y un aumento en la detección de enfermedades asociadas a la glándula tiroides han aumentado el número de operaciones quirúrgicas de la glándula tiroides. Esto ha llevado a un aumento correspondiente en las complicaciones relacionadas con la glándula paratiroides 9,10.
Se necesitan modelos animales fácilmente establecidos con características estables para investigar mejor AHypoPT y verificar la efectividad terapéutica de nuevos tratamientos. La paratiroidectomía (PTX) realizada en ratas y ratones ha sido reportada en estudios previos 6,11; Sin embargo, debido al tamaño extremadamente pequeño de las glándulas paratiroides y la variabilidad en su distribución anatómica, la tasa de éxito es relativamente baja en la práctica. Así, la tiro-paratiroidectomía (TPTX) (es decir, la extirpación total de las glándulas tiroides y paratiroides) generalmente se realiza para asegurar la resección de las glándulas paratiroides12. Sin embargo, los niveles bajos de tiroxina resultantes pueden complicar los estudios con este modelo animal13. Los modelos de hipoPT establecidos por otros métodos, como la estimulación farmacológica y la edición de genes, no pueden representar adecuadamente la patogénesis más común de AHypoPT. Nuestro grupo utilizó previamente modelos de ratón knockout para etiquetar las glándulas paratiroides y permitir la extirpación de las glándulas paratiroides sin dañar las glándulas tiroides y las estructuras anatómicas circundantes14,15. Sin embargo, este método utiliza modelos de ratones transgénicos, que requieren un tiempo de desarrollo más largo debido a los requisitos de apareamiento y reproducción.
Por lo tanto, nuestro objetivo fue establecer un modelo fácilmente generado de AHypoPT. Este estudio describe un modelo de rata para PTX utilizando el etiquetado de nanopartículas de carbono. Una suspensión de nanopartículas de carbono de 50 mg/mL, que se usa comúnmente en cirugía de tiroides, se distribuye uniformemente en las glándulas tiroides después de la inyección local16. Las glándulas tiroides se vuelven negras, pero las glándulas paratiroides se dejan sin teñir17, distinguiendo así claramente las glándulas paratiroides de las glándulas tiroides y permitiendo que el PTX se realice sin afectar las glándulas tiroides. Este método es adecuado para ratas de diferentes edades. La inyección de la suspensión de nanopartículas de carbono es segura y tiene un efecto insignificante sobre la función tiroidea18. El modelo de rata PTX marcado con nanopartículas de carbono generado en este estudio mostró fenotipos significativos de hipocalcemia e hiperfosfatemia durante el período de observación de 4 semanas. Por lo tanto, este modelo AHypoPT es fácil de establecer y tiene un fenotipo reproducible.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>0.9% Sodium Chloride Solution</td>
			<td>Kelun Co. Sichuan, China</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>10 &#181;L 30G NanoFil Syringe</td>
			<td>WPI</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>6-0 polyglactin 910 suture with needle</td>
			<td>Ethicon, Inc</td>
			<td>J510G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Calcium LiquiColor test</td>
			<td>EKF</td>
			<td>0155-225</td>
			<td>For Ca2+ analysis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Carbon Nanoparticles Suspension Injection</td>
			<td>Lummy, Chongqing, China</td>
			<td>H20073246</td>
			<td>1 mL : 50 mg</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Creatinine (Cr) Assay kit ( sarcosine oxidase )</td>
			<td>Jiancheng, Nanjing, China</td>
			<td>C011-2-1</td>
			<td>For creatinine analysis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Disposable Scalpel</td>
			<td>Shinva, China</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dumstar Biology forceps</td>
			<td>Shinva, China</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micro Dissecting Spring Scissors</td>
			<td>Shinva, China</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MicroVue Rat intact PTH ELISA</td>
			<td>Immunotopics</td>
			<td>30-2531</td>
			<td>For the measurement of PTH in rat serum</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Needle Holder</td>
			<td>Shinva, China</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phosphorus Liqui-UV test</td>
			<td>EKF</td>
			<td>0830-125</td>
			<td>For Pi analysis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ply gauze</td>
			<td>Weian Co. Henan, China</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Povidone-Iodine</td>
			<td>Yongan pharmaceutical Co.Ltd. Chengdu, China</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Prism 9.0 (statistics and graphing software)</td>
			<td>GraphPad Software, Inc., San Diego, CA, USA</td>
			<td></td>
			<td>https://www.graphpad.com/scientific-software/prism/</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rat C-telopeptide of type I collagen (CTX-I) ELISA Kit</td>
			<td>CUSABIO, Wuhan, China</td>
			<td>CSB-E12776r</td>
			<td>For CTX-I analysis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rat Osteocalcin/Bone Gla Protein (OT/BGP) ELISA Kit</td>
			<td>CUSABIO, Wuhan, China</td>
			<td>CSB-E05129r</td>
			<td>For osteocalcin analysis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Safety Single Edge Razor Blades</td>
			<td>American Safety Razor Company</td>
			<td>66-0089</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sprague-Dawley Rats</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>8 to 10 weeks old</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgical Incise Drapes</td>
			<td>Liangyou Co. Sichuan, China</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Urea Assay Kit</td>
			<td>Jiancheng, Nanjing, China</td>
			<td>C013-2-1</td>
			<td>For urea analysis</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

generation of hypoparathyroid rats via carbon-nanoparticle-assisted parathyroidectomy

El hipoparatiroidismo (HypoPT) es una enfermedad rara que afecta a las glándulas paratiroides que se caracteriza por una secreción reducida o potencia de la hormona paratiroidea (PTH), lo que conduce a altos niveles séricos de fósforo y bajos niveles de calcio sérico. HypoPT más comúnmente resulta de daño accidental a las glándulas o su extirpación durante la tiroides u otra cirugía anterior del cuello. La cirugía paratiroidea / tiroidea se ha vuelto más común en los últimos años, con un aumento correspondiente en la aparición de hipoPT como una complicación postoperatoria. Existe una necesidad crítica de un modelo animal HypoPT para comprender mejor los mecanismos subyacentes a los efectos de HypoPT en la homeostasis de iones minerales y para verificar la efectividad terapéutica de nuevos tratamientos. Aquí, se informa que una técnica crea HypoPT adquirido en ratas macho mediante la realización de paratiroidectomía (PTX) utilizando nanopartículas de carbono. El modelo de rata muestra una gran promesa sobre los modelos de ratón de hipoparatiroidismo. Es importante destacar que la región de unión al receptor de PTH humana tiene una similitud de secuencia del 84,2% con la de la rata, que es mayor que la similitud del 73,7% compartida con los ratones. Además, los efectos del estrógeno, que pueden afectar la vía de señalización del receptor PTH/PTHrP, no se han investigado completamente en ratas macho. Las nanopartículas de carbono son trazadores linfáticos que tiñen de negro los ganglios linfáticos tiroideos sin afectar su función, pero no tiñen las glándulas paratiroides, lo que las hace fáciles de identificar y eliminar. En este estudio, los niveles séricos de PTH fueron indetectables después de PTX, y esto resultó en hipocalcemia e hiperfosfatemia significativas. Por lo tanto, el estado clínico de HypoPT postoperatorio se puede representar notablemente en el modelo de rata. Por lo tanto, el PTX asistido por nanopartículas de carbono puede servir como un modelo extraordinariamente efectivo y fácilmente implementable para estudiar la patogénesis, el tratamiento y el pronóstico de HypoPT.

Las ubicaciones y el número de glándulas paratiroides se observaron inicialmente en ratas bajo un microscopio de disección. Antes de la inyección de nanopartículas de carbono, las glándulas tiroides eran de un color rojo translúcido, y las glándulas paratiroides apenas se distinguían bajo el microscopio (Figura 1A). Después de la inyección de nanopartículas, las glándulas tiroides se tiñeron de negro, mientras que las glándulas paratiroides permanecieron sin teñir (<strong cl...

Watch this Scientific Journal Video about Generation of Hypoparathyroid Rats via Carbon-Nanoparticle-Assisted Parathyroidectomy at JoVE.com

Generation of Hypoparathyroid Rats via Carbon-Nanoparticle-Assisted Parathyroidectomy

Un modelo animal de hipoparatiroidismo adquirido (HypoPT) es crucial para comprender cómo HypoPT afecta la homeostasis de iones minerales y para verificar la efectividad de nuevos tratamientos. Aquí, se presenta una técnica para generar un modelo de rata de hipoparatiroidismo adquirido (AHypoPT) mediante paratiroidectomía (PTX) utilizando nanopartículas de carbono.

Generación de ratas hipoparatiroideas mediante paratiroidectomía asistida por nanopartículas de carbono

Hypoparathyroidism (HypoPT) is a rare disease involving the parathyroid glands that is characterized by a reduced secretion or potency of the parathyroid ...

El objetivo general de este protocolo es generar un modelo de hipoparatiroidismo adquirido en ratas que sea fácil de establecer, de carácter estable e inofensivo para las glándulas tiroides. La principal ventaja de este modelo es la eliminación precisa de las glándulas paratiroides con la ayuda de nanopartículas de carbono. Esperamos que el modelo pueda ayudar a resolver algunas preguntas en el campo del hipoparatiroidismo.Por ejemplo, el uso preoperatorio de calcio y vitamina D para reducir el riesgo de hipocalcemia post-tiroidectomía. Este método puede proporcionar información sobre cómo el recambio óseo se ve afectado por los análogos de PTH y cómo los análogos de PTH afectan al cuerpo en el uso a largo plazo. Aquellos que realizan esta técnica por primera vez pueden tener dificultades para micromanipular bajo el microscopio estéreo.Algo de práctica bajo el microscopio estereoscópico puede ser útil. Para comenzar, coloque la rata anestesiada en posición supina y afeite el pelaje de la región ventral del cuello. Después de hacer una incisión como se describe en el manuscrito, localice los lóbulos de la glándula tiroides.Usando una jeringa de 10 microlitros equipada con una aguja cónica de calibre 30, inyecte un microlitro de la suspensión de nanopartículas de carbono en la porción mesial de la membrana de la glándula tiroides. Después de cinco minutos, riegue la región con solución salina para limpiar cualquier suspensión adicional. Asegúrese de que las glándulas tiroides se hayan vuelto negras y observe la glándula paratiroides sin teñir.Corte las glándulas paratiroides sin teñir con un par de pinzas y tijeras de microcirugía, y luego cierre la incisión con una sutura horizontal interrumpida del colchón. Después de la cirugía, coloque las ratas en una manta eléctrica termostática a 37 grados centígrados para mantener su temperatura corporal. Después de siete días, extraiga 10 microlitros de sangre con la vena de la cola.Mida el calcio sérico, el fósforo inorgánico sérico y la hormona paratiroidea sérica utilizando kits comerciales. Las ratas paratiroidectomía mostraron hipocalcemia e hiperfosfatemia estables durante el período de observación de cuatro semanas. La hormona paratiroidea sérica no se detectó en las ratas paratiroidectomía siete días después de la operación.La urea sérica y la creatinina fueron comparables entre los grupos de paratiroidectomía simulada y paratiroidectomía después de siete días después de la operación. Se observaron niveles reducidos de iones de calcio urinario y fosfato inorgánico dos semanas después de la operación. No se observaron diferencias significativas en el peso corporal entre los grupos de paratiroidectomía y simulado durante 28 días.El telopéptido C sérico disminuyó significativamente en ratas paratiroidectomías. No hubo diferencias significativas en los niveles séricos de osteocalcina. Sin embargo, la inyección en suspensión de nanopartículas es lo más importante y una inyección exitosa es fundamental para la identificación y la eliminación actual de las glándulas paratiroides.Otros métodos incluyen la cirugía guiada por fluorescencia, la inyección de toxina difteriana de ratones transgénicos PTHcre-iDTR y la paratiroidectomía estéril que podría ayudar a responder preguntas en el campo del hipertiroidismo.

Research

JoVE Journal

Medicine

Generation of Hypoparathyroid Rats via Carbon-Nanoparticle-Assisted Parathyroidectomy

Acute Myocardial Infarction in Rats

Infarto agudo de miocardio en ratas

With heart failure leading the cause of death in the USA (Hunt), biomedical research is fundamental to advance medical treatments for cardiovascular ...

Investigación

Medicina

Generation of Alginate Microspheres for Biomedical Applications

Generación de microesferas de alginato para aplicaciones biomédicas

Alginate-based materials have received considerable attention for biomedical applications because of their hydrophilic nature, biocompatibility, and ...

Orthotopic Small Bowel Transplantation in Rats

El trasplante ortotópico de intestino delgado en ratas

Small  bowel transplantation has become an accepted clinical option for patients with  short gut syndrome and failure of parenteral nutrition ...

Orthotopic Liver Transplantation in Rats

Trasplante ortotópico de hígado en ratas

Clinical progress in the field of liver transplantation has been largely supported by animal models1,2. Since the publication of the first orthotopic rat ...

Histological Quantification of Chronic Myocardial Infarct in Rats

La cuantificación histológica de miocardio infarto crónico en ratas

Myocardial infarction is defined as cardiomyocyte death due to prolonged ischemia; an inflammatory response and scar formation (fibrosis) follow the ...

Two Techniques to Create Hypoparathyroid Mice: Parathyroidectomy Using GFP Glands and Diphtheria-Toxin-Mediated Parathyroid Ablation

Dos técnicas para crear ratones hipoparatiroidismo: Una paratiroidectomía utilizando GFP Glándulas y Difteria-mediadas por toxinas paratiroidea Ablación

Hypoparathyroidism (HP) is a disorder characterized by low levels of PTH which lead to hypocalcemia, hyperphosphatemia, and low bone turnover. The most ...

Ultrasonography in Experimental Reproductive Investigations on Rats

Ultrasonografía en las investigaciones de reproducción Experimental en ratas

With the development of assisted reproductive technology and the ethical limitations of research on humans, rat animal models have been widely used in ...

One-anastomosis Gastric Bypass (OAGB) in Rats

One-anastomosis Gastric Bypass OAGB in Rats

Bypass gástrico de una anastomosis (OAGB) en ratas

The goal of this protocol is to set up a preclinical model of bariatric surgery and, more specifically, OAGB in obese rats. Based on this preclinical ...

Echocardiographic Assessment of Cardiac Anatomy and Function in Adult Rats

Evaluación ecocardiográfica de la anatomía cardíaca y la función en ratas adultas

The use of experimental animal models has become crucial in cardiovascular science. Most studies using rodent models are focused on two-dimensional ...