Halsslagader Infusions voor farmacokinetische en farmacodynamische analyse van Taxanen in Muizen
Summary
Deze methode is ontwikkeld met als doel het leveren van een constante geneesmiddeloplossing via de halsslagader, de farmacokinetiek van nieuwe geneesmiddelen evalueren muismodellen.
Abstract
Wanneer voorstelt een geneesmiddel, drug combinatie of geneesmiddelafgifte in een nieuw systeem, moet men de farmacokinetiek van het geneesmiddel in kwestie in de studie model. Aangezien het gebruik van muizenmodellen vaak een belangrijke stap in preklinische ontdekking van geneesmiddelen en ontwikkeling van geneesmiddelen 1-8, moet een systeem drugs introduceren in muizen in een uniforme, reproduceerbare wijze te ontwerpen. Idealiter zou het systeem de inzameling van bloed monsters kunnen op regelmatige tijdstippen gedurende een ingestelde tijd natuurlijk. De mogelijkheid om geneesmiddelconcentraties door massaspectrometrie gemeten, heeft onderzoekers toegestaan om de veranderingen in plasmaspiegels van het geneesmiddel in de tijd volgen individuele muizen 1, 9, 10. In deze studie werd paclitaxel in transgene muizen geïntroduceerd als een continue arteriële infusie gedurende drie uur, terwijl bloedmonsters tegelijkertijd werden genomen door retro-orbitale bloedingen op vaste tijdstippen. Halsslagader infusies een mogelijk alternatief voor halsader infusies, wanneer factoren zoalsborsttumoren of andere obstakels maken halsader infusies onpraktisch. Met deze techniek paclitaxel concentraties in plasma en weefsel bereikt hetzelfde niveau ten opzichte jugularis infusie. In deze tutorial zullen we laten zien hoe succesvol katheteriseren de halsslagader door het opstellen van een geoptimaliseerde katheter voor het individu muismodel, vervolgens laten zien hoe in te voegen en maak de katheter in de muis halsslagader en haal het uiteinde van de katheter via de rug van de muis nek en haak de muis een pomp een gecontroleerde snelheid van geneesmiddelafgifte instroom leveren. Meerdere laag volume retro-orbitale bloedingen zorgen voor de analyse van plasma concentraties van het geneesmiddel in de tijd.
Introduction
Geneesmiddel infusie via de carotis betrouwbaar en reproduceerbaar uitgevoerd door optimalisatie apparatuur en technieken. De procedure is niet ingewikkeld, maar het vereist een nauwkeurige controle en aandacht voor detail. Superieure zorg en handigheid nodig zijn halsslagader isoleren en een katheter, die in het algemeen kan worden verkregen door oefening. Chirurgie door een ervaren technicus mag niet meer dan een uur. Na succesvolle operaties dient de muis normale en gezonde verschijnen (hoewel de muis kan reageren op de werkelijke geneesmiddelinfuus) en geneesmiddel (en) kunnen in een gecontroleerde uniforme continue dosering worden toegediend. Bloedmonsters moeten worden genomen van een andere dan de halsslagader site; retro-orbitale bloedingen bleken gemakkelijk te verzamelen en bevredigende analyse van geneesmiddelconcentraties.
Katheters van optimale grootte en de vorm zijn van onschatbare waarde in het uitvoeren van een succesvolle infusie 11. We vonden de katheters beschikbaar commercially vaak te groot en / of te flexibel zijn dat gemakkelijke toegang tot de muis carotide slagader. Het bleek beter om fashion katheters uit de polyethyleen buis gebruikt om de muis aan te sluiten op het infuus spuit. Dus alle slangen, connectors en naalden waren consistente afmetingen, die Infusiesamenstel vereenvoudigd. Met deze techniek is het niet noodzakelijk om de punt van de katheter te duwen in de slagader voorbij het punt waar het nog zichtbaar, en bloedtoevoer naar de halsslagader niet hersteld nadat de katheter aanvankelijk bevestigd. Dit vermindert het gevaar van doorboren de slagader of met de katheter geduwd door de hoge druk van de bloedstroom. De katheter ontwerp hoeft hierin niet voorzien van een "bump" om het op zijn plaats houden, dus het veiligstellen van de katheter goed met hechtingen en chirurgische tape is een prioriteit.
Infusies voorkeur gemeenschappelijke iv bolus injecties, een betere nabootsing van klinische toediening vangeneesmiddelen zoals taxanen 3, 12, 13. De hier beschreven techniek werd oorspronkelijk ontwikkeld om infusie toe in muismodellen waarbij toegang tot de jugulaire of femorale vene werd uitgesloten door mammaire tumorgroei en / of overmatige vascularisatie van het inbrenggebied. Deze methode kan vaak aangewezen zijn, zelfs in tumorvrije muizen: hoewel het isoleren en catheterizing de carotis wordt iets meer invasieve, vonden we het beter om de halsader, omdat de neiging van de halsader muur te rippen resulteerde in meer mislukte inserties en mislukkingen te voltooien de 3 hr tijdsverloop.
Hoewel de hier getoonde resultaten zijn uit C57BL / 6J (in-house gefokt) muizen, we hebben deze techniek gebruikt om met succes bezielen paclitaxel in verschillende stammen van muizen, waaronder FVB en mixed-stammen, met de farmacokinetiek bij muismodellen transgenically gemanipuleerd volgen naar down-reguleren cellulaire transporter functies. Het bloed en weefsel monsters toonde verwachte niveaus van paclitaxel, in het bereik van het niveau na halsslagader infusies 1. Deze techniek kan worden verwacht dat even goed in andere muismodellen en met andere infusievloeistoffen.
Protocol
Representative Results
Discussion
Halsslagader infusie is een belangrijke techniek in dit onderzoek van paclitaxel farmacokinetiek. Halsslagader infusie is een methode om snel de gehele bloedsomloop 14 verdelen drug. De 3 uur infusie is een dichter nabootsing van klinische toediening van geneesmiddelen zoals taxanen dan bolus injecties. De operatie betrouwbaar kan worden uitgevoerd door een enkel individu, chirurgie is relatief kort, en rendement zijn> 75%. Na monsters worden verzameld, moeten ze worden geanalyseerd door de geschikte metho…
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
We willen graag de FCCC Laboratory Animal Facility erkennen voor hun steun aan dit project. Wij danken Wolfe Laboratories, Inc. voor hun hulp bij het analyseren van paclitaxel in plasma en weefsel. Dit werk werd ondersteund door de National Institutes of Health verleent K01CA120091 aan EHB, en CA06927 aan Fox Chase Cancer Center.
Materials
| Table of specific reagents and equipment: | Source: | Catalog Number | Comments |
| Polyethylene tubing 0.024”OD X 0.011”ID | Braintree Scientific, Inc. | PE10 | |
| Stainless steel port plug (30 gauge) | Braintree Scientific, Inc. | NB-30 | |
| 2 Stainless steel connector plugs (28 gauge) | Braintree Scientific, Inc. | PP-28 | Slightly larger than PE tubing ID, to fit snugly and keep a tight seal. |
| 3 Blunted needles (30 gauge) | Braintree Scientific, Inc. | C-30 | |
| 3 1cc syringes | Becton, Dickinson and Co. | 309659 | |
| Sterile 0.9% Saline solution | Hospira | 0409-7984-37 | |
| Cath-Loc HGS Heparin/Glycerol Solution | Braintree Scientific, Inc. | HGS | |
| Silk suture | Braintree Scientific, Inc. | SUT-S 113 | |
| Vanna Scissors (micro-scissors) | World Precision Instruments | 14122 | This model has a curved tip, but straight-tip scissors work as well. |
| Hartman Mesquito Hemostatic Forceps | World Precision Instruments | 501705 | |
| Betadine Swabsticks | Perdue Products L.P. | BSWS1S | |
| Bupivacaine | Hospira | 0409-1160-01 | May be replaced with Lidocaine, or similar local anesthesia. |
| Paclitaxel | LC Laboratories | P-9600 | |
| Methanol | Sigma-Aldrich | 32213 | |
| Micro-Hematocrit Capillary Tubes, Heparinized | Fisher Scientific | 22-362-566 | |
| Capillary Tube Sealant | Fisher Scientific | 02-678 | |
| C57BL/6J mice | Fox Chase Cancer Center, Laboratory Animal Facility in-house-bred | ||
| API 4000 Q-Trap mass spetrometer | Applied Biosystems |
Referenzen
- Gallo, J. M., Li, S., Guo, P., Ma Reed, K., J, The Effect of P-Glycoprotein on Paclitaxel Brain and Brain Tumor Distribution in Mice. Krebsforschung. 63 (16), 5114-5117 (2003).
- Sonnichen, D. S., Relling, M. V. Clinical Pharmacokinetics of Paclitaxel. Clinical Pharmacokinetics. 27 (4), 256-269 (1994).
- Gianni, L., et al. Nonlinear Pharmacokinetics and Metabolism of Paclitaxel and Its Pharmacokinetic / Pharmacodynamic Relationship in Humans. Journal Clinical Oncology. 13 (1), 180-190 (1995).
- Sparreboom, A., Van Tellingen, O., Nooijen, W. J., Beijnen, J. H. Nonlinear Pharmacokinetics of Paclitaxel in Mice Results from the Pharmaceutical Vehicle Cremophor EL. Krebsforschung. 56 (9), 2112-2115 (1996).
- Sparreboom, A., Van Tellingen, O., Nooijen, W. J., Beijnen, J. H. Determination of paclitaxel and metabolites in mouse plasma, tissues, urine and faeces by semi-automated reversed-phase high-performance liquid chromatography. Journal of Chromatography B: Biomedical Sciences and Applications. 664, 383-391 (1995).
- Bradshaw-Peirce, E. L., Eckhardt, S. G., Gustafson, D. L. A Physiologically Based Pharmacokinetic Model of Docetaxel Disposition: from Mouse to Man. Clinical Cancer Research. 13, 2768-2778 (2007).
- Eiseman, J. L., et al. Plasma Pharmacokinetics and Tissue Distribution of Paclitaxel in CD2F1 Mice. Cancer Chemotherapy and Pharmacology. 34 (6), 465-471 (1994).
- Schinkel, A. H., et al. Normal Viability and Altered Pharmacokinetics in Mice Lacking mdr1-type (drug-transporting) P-glycoproteins. Proc. Nat. Acad. Sci. USA. 94, 4028-4033 (1997).
- Fraser, I. J., Dear, G. J., Plumb, R., L’Affineur, M., Fraser, D., Skippen, A. J. The Use of Capillary High Performance Liquid Chromatography with Electrospray Mass Spectrometry for the Analysis of Small Volume Blood Samples from Serially Bled Mice to Determine the Pharmacokinetics of Early Discovery Compounds. Rapid Communications in Mass Spectrometry. 13 (23), 2366-2375 (1999).
- Bateman, K. P., et al. Reduction of Animal Usage by Serial Bleeding of Mice for Pharmacokinetic Studies: Application of Robotic Sample Preparation and Fast Liquid Chromatography – Mass Spectrometry. Journal of Chromatography B: Biomedical Sciences and Applications. 754 (1), 245-251 (2001).
- Berndt, K., Vogel, J., Buehler, C., Vogt, P., Born, W., Fuchs, B. A new method for repeated drug infusion into the femoral artery of mice. J. Am. Assoc. Lab Animal Sci. 51 (6), 825-831 (2012).
- . Squibb & Sons, L.L.C.. Drug Information for TAXOL (Paclitaxel) Injection. , (2011).
- . Abraxis BioScience L.L.C. Full Prescribing Information ABRAXANE for Injectable suspension (paclitaxel protein-bound particles for injectable suspension) (albumin-bound). , (2013).
- Fergusson, G., Ethier, M., Zarrouki, B., Fontés, G., Poitout, V. A Model of Chronic Nutrient Infusion in the Rat. J. Vis. Exp. (78), (2013).
