Un método mínimamente invasivo para la instilación intratraqueal de medicamentos en roedores neonatales para tratar la enfermedad pulmonar
Summary
Esta técnica de inculcar medicamentos directamente en la tráquea de roedores neonatales es importante para estudiar el impacto de los medicamentos o biológicos administrados localmente en las enfermedades pulmonares neonatales. Además, este método también se puede utilizar para inducir lesiones pulmonares en modelos animales.
Abstract
El tratamiento de roedores neonatales con medicamentos inculcados directamente en la tráquea podría servir como una herramienta valiosa para estudiar el impacto de un medicamento administrado localmente. Esto tiene un impacto traslacional directo porque el surfactante y los medicamentos se administran localmente en los pulmones. Aunque la literatura tiene muchas publicaciones que describen la intubación transoral mínimamente invasiva de ratones y ratas adultos en experimentos terapéuticos, falta este enfoque en cachorros de ratas neonatales. El pequeño tamaño de la región orotraqueal / faringe en los cachorros dificulta la visualización de la luz laríngea (cuerdas vocales), lo que contribuye a la tasa de éxito variable de la administración intratraqueal de fármacos. Por la presente, demostramos la intubación oral efectiva de cachorro de rata neonatal, una técnica que no es traumática y mínimamente invasiva, por lo que se puede utilizar para la administración en serie de medicamentos. Utilizamos un otoscopio operativo con un sistema de iluminación y una lente de aumento para visualizar la abertura traqueal de los recién nacidos de rata. Luego, el medicamento se instila con una jeringa de 1 ml conectada a una punta de pipeta. La precisión del método de administración se demostró mediante la administración de tinte azul Evans. Este método es fácil de entrenar y podría servir como una forma efectiva de inculcar medicamentos en la tráquea. Este método también podría usarse para la administración de inóculo o agentes para simular condiciones de enfermedad en animales y, también, para estrategias de tratamiento basadas en células para diversas enfermedades pulmonares.
Introduction
Los recién nacidos prematuramente tienen pulmones poco desarrollados que requieren muchas terapias intervencionistas, como la ventilación a largo plazo. Estas intervenciones sitúan a los neonatos supervivientes en un alto riesgo de secuelas posteriores1. Los modelos animales experimentales sirven como una herramienta importante para simular diversas condiciones de enfermedad, estudiar la patobiología de las enfermedades y evaluar las intervenciones terapéuticas. A pesar de que una amplia gama de modelos animales, desde ratones, ratas y conejos hasta corderos y cerdos prematuros están disponibles, los ratones y las ratas son los más utilizados.
La principal ventaja de usar ratones y ratas es el período de gestación relativamente corto y el costo reducido. También están fácilmente disponibles, son fáciles de mantener en entornos libres de enfermedades, genéticamente homogéneos y tienen una preocupación relativamente menos ética 2,3. Otra ventaja importante del modelo de roedor es que al nacer el cachorro neonatal se encuentra en la etapa canalicular tardía / saccular temprana del desarrollo pulmonar, que es morfológicamente equivalente al pulmón de un bebé humano neonatal prematuro de 24 semanas que desarrolla displasia broncopulmonar4. Además, a medida que su desarrollo pulmonar progresa rápidamente hasta su finalización dentro de las primeras 4 semanas de vida, es factible estudiar la maduración pulmonar postnatal en un marco de tiempo razonable4. A pesar de estas ventajas, el pequeño tamaño de los ratones y las crías de rata es una fuente de preocupación para varias intervenciones, lo que obliga a la mayoría de los investigadores a usar animales adultos en lugar de cachorros5. Los pulmones neonatales se encuentran en una etapa de desarrollo y la respuesta de un neonato a un agente incitador difiere de la de un adulto. Esto hace que sea apropiado utilizar modelos animales neonatales para estudiar las condiciones de la enfermedad neonatal humana.
Existen diferentes métodos para administrar medicamentos / agentes biológicos al pulmón. Esto incluye la instilación intranasal 6,7 o intratraqueal 8,9,10, así como la inhalación deaerosoles 11,12. Cada enfoque tiene sus propios desafíos técnicos, ventajas y limitaciones13. Se prefiere la vía intratraqueal de administración de agentes terapéuticos para estudiar el impacto terapéutico directo en el órgano evitando los efectos sistémicos. Esta vía también podría utilizarse para estudiar la patología pulmonar causada por agentes incitadores. Existen técnicas invasivas y mínimamente invasivas para hacer esto y es fácil de realizar en adultos. Sin embargo, en los cachorros, debido al pequeño tamaño del animal, existen desafíos técnicos asociados con el proceso de intubación. El presente estudio presenta un método de instilación intratraqueal (ITI) simple, consistente y no quirúrgico en crías de rata que podría usarse para estudiar la eficacia de diversas intervenciones terapéuticas neonatales, así como para generar modelos animales que simulan enfermedades respiratorias neonatales.
Protocol
Representative Results
Discussion
La instilación intratraqueal es un método excelente que ofrece varias ventajas sobre los métodos existentes para las intervenciones de enfermedades respiratorias, así como el desarrollo de modelos de enfermedad. Es un método rápido y con experiencia, se puede realizar con una velocidad promedio de 2-3 minutos por animal. Las consideraciones clave para una intubación exitosa son la sedación adecuada del animal, su posicionamiento correcto, especialmente la cabeza, así como la profundidad precisa de colocación / …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Este trabajo fue apoyado en parte por R01HD090887-01A1 del NICHD a AH. Los autores también reconocen las instalaciones proporcionadas por el laboratorio del Dr. Peter Mc Farlane, como el sistema de anestesia / almohadilla térmica por inhalación. Se agradece la valiosa asistencia de la Sra. Catherine Mayer en la creación del sistema. El organismo financiador no desempeñó ningún papel en el diseño del estudio, la recopilación, el análisis y la interpretación de los datos ni en la redacción del manuscrito.
Materials
| Evans Blue dye | Sigma-Aldrich, St Louis, MO, USA | 314-13-6 | Confirmation of drug administration into lungs |
| Ketamine Hydrochloride | Hospira. Inc, Lake Forest, IL, USA | Dispensed from Animal care facility | For sedation |
| Operating Otoscope | Welch Allyn, Hillrom, Chicago, IL, USA | 21770- 3.5V | For visualization of vocal cords |
| Otoscope Rechargeable Handle | Welch Allyn, Hillrom, Chicago, IL, USA | 71050-C | |
| Pipette tip (Gel loading) | Fisherbrand | 02-707-139 | Administering the drug |
| Platform for restraining (inclined plane) | Animal care facility | Dispensed from Animal care facility | Wired roof of mice cage can be used |
| 3M Micropore Surgical White Paper (sticking tape) | 3M, St. Paul, MN, USA | 1530-2 | |
| Luer Lock SyringeSyringes (1 ml) | BD Franklin Lakes, NJ , USA | NBD2515 | Administering the drug |
| Xylazine | Hospira. Inc, Lake Forest, IL, USA | For sedation |
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