Summary

Amministrazione intrabronchiale diretta per migliorare la deposizione selettiva dell'agente all'interno del polmone del mouse

Published: May 20, 2019
doi:

Summary

La somministrazione intratracheale (IT) di agenti sperimentali nei topi spesso si traduce in consegna asimmetrica ai polmoni distali.  In questa relazione, descriviamo un approccio intrabronchiale diretto (IB) per cannulare ogni polmone in topi viventi non chirurgici.  Questo approccio può essere utilizzato per somministrare selettivamente gli agenti a un polmone o può essere adattato per migliorare la somministrazione simmetrica dell’agente a entrambi i polmoni.

Abstract

La somministrazione intratracheale (IT) di agenti sperimentali è una tecnica essenziale nei modelli murini di malattie polmonari diffuse, come la fibrosi polmonare indotta dalla bleomicina.  Tuttavia, la distribuzione di agenti somministrati intratrachealmente al polmone del topo distale è spesso asimmetrica, con concentrazioni parenilmale polmonari aumentate nel polmone sinistro inferiore (ma ugualmente accessibile) del polmone sinistro del topo.  Descritto in questo rapporto è un nuovo approccio intrabronchiale (IB) per cannulare i polmoni sinistro e/o destro dei topi viventi in modo non chirurgico.  È inoltre dimostrato come questo approccio possa essere utilizzato per somministrare in modo selettivo gli agenti a un polmone o adattato(tramite somministrazione IB regolata mediante dose) per migliorare la simmetria sinistra-destra della somministrazione polmonare di agenti sperimentali, migliorando così i modelli di diffusione polmonare come la fibrosi polmonare indotta dalla bleomicina.

Introduction

La somministrazione polmonare diretta di agenti sperimentali nei topi consente lo studio delle risposte immunitarie polmonari, delle lesioni polmonari acute e della fibrosi polmonare. La somministrazione polmonare diretta viene in genere eseguita tramite instillazione intratratracheale (IT), come descritto in precedenza1,2,3. Tuttavia, questo approccio non è selettivo, interessando entrambi i polmoni in modo non mirato e spesso asimmetrico.  La modellazione sperimentale della lesione polmonare può beneficiare della capacità di colpire in modo selettivo un polmone specifico, consentendo l’uso del polmone contralaterale come controllo. Al contrario, una modellazione accurata delle malattie polmonari diffuse umane beneficia della distribuzione simmetrica di agenti sperimentali al parenchyma polmonare bilaterale.

L’obiettivo generale di questa relazione è descrivere un metodo per la consegna selettiva di agenti sperimentali al polmone sinistro o destro di un mouse (Figura 1). Questo approccio di somministrazione intrabronchiale (IB) consente il trattamento unilaterale di un polmone di topo e può essere facilmente adattato per garantire la consegna equa di un agente ai bronchi bispoli bisbici bilaterali. Utilizzando la somministrazione IB per fornire dosi più grandi di agenti sperimentali al polmone destro più grande e volumi più piccoli al polmone sinistro più piccolo (cioè la somministrazione IB regolata dalla dose), dimostrato nella presente relazione è un miglioramento dell’omogeneità delle pulmonie l’ottimizzazione del modello di lesione polmonare diffusa nei topi. Come tale, questa relazione può avere valore per gli investigatori che cercano di somministrare unilateralmente agenti sperimentali ai topi o migliorare la simmetria della deposizione di farmaci in entrambi i polmoni.

Protocol

Tutti i protocolli animali sono stati approvati dall’Università del Colorado Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC). Tutte le procedure descritte di seguito (sezioni 4-7) sono state ottimizzate utilizzando topi C57BL/6 maschi e femmine. Questo approccio è stato convalidato utilizzando topi che vanno da 19 a 40 g di peso corporeo. 1. Creazione della piattaforma per l’amministrazione IB Piegare il bookend dall’angolo originale di 90 gradi tra l’ala basale e l’ala in pied…

Representative Results

L’intubazione IB selettiva è destinata a lobi specifici (polmone destro) o segmenti basilari (polmone sinistro). La somministrazione IB di EBD al polmone destro è stata eseguita come descritto nella sezione 5.1. Dopo il completamento dell’esperimento, ai topi è stata somministrata una dose letale di ketamina/xylazina intraperitoneale, e i polmoni sono stati raccolti per la dimostrazione della distribuzione EB…

Discussion

La lesione polmonare è stata modellata in modo classico nei roditori utilizzando la somministrazione IT di agenti dannosi come BLM6. Tale amministrazione IT, tuttavia, porta solo a lesioni irregolari, riflettendo la natura non mirata della consegna polmonare con questo approccio7. Queste limitazioni della modellazione delle lesioni polmonari sono sfide istruttive affrontate quando si tenta la consegna IT di agenti sperimentali non dannosi, come farmaci, siRNA o terapie cel…

Divulgations

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Questo lavoro è stato finanziato dalla sovvenzione NHLBI HL125371 a E.P.S. e dalla concessione W81XWH-17-1-0051 a Y.Y.

Materials

22 G shielded IV Catheter BD 381423
Bleomycin Enzo life sciences BML-AP302-0010
Compact Mini rodent anesthesia machine  DRE Veterinary 9280
Evans blue dye Sigma-Aldrich E2129
FITC-dextran Sigma-Aldrich FD150
Isoflurane Piramal Critical Care NDC 
LED-30W Fiber Optic Dual Gooseneck Lights Microscope Illuminator AmScope LED-30W
Low temperature cautery with fine tip  Bovie AA02
Precisionglide needle, 18G x 1" BD 305195 Beveled tip, 12 mm in length 
Xylazine AKORN NDC 59399-110-20
Zatamine VetOne NDC 13985-702-10  Ketamine

References

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Citer Cet Article
Liao, S., Eickelberg, O., Schmidt, E. P., Yang, Y. Direct Intrabronchial Administration to Improve the Selective Agent Deposition Within the Mouse Lung. J. Vis. Exp. (147), e59450, doi:10.3791/59450 (2019).

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