Instillazione di lipopolisaccaridi intratracheali non invasivi nei topi

Summary

Qui, proponiamo un protocollo per la somministrazione di lipopolisaccaridi intratracheali (LPS) tramite intubazione endotracheale orofaringea non invasiva. Questo metodo riduce al minimo il trauma della procedura chirurgica per l’animale e fornisce accuratamente LPS alla trachea e quindi ai polmoni.

Abstract

Il modello murino di danno polmonare acuto (ALI) indotto da lipopolisaccaride (LPS) o endotossina è ancora tra i modelli più comunemente usati negli studi sugli animali di danno polmonare acuto o infiammazione acuta. Gli attuali metodi più comunemente usati nei modelli murini di danno polmonare acuto sono un’iniezione intraperitoneale di LPS e tracheostomia per l’infusione tracheale di LPS. Tuttavia, il primo metodo manca di targeting polmonare e danneggia altri organi, e il secondo metodo induce traumi operativi, rischio di infezione e un basso tasso di sopravvivenza. Qui, raccomandiamo un metodo di intubazione endotracheale orofaringea non invasivo per l’instillazione di LPS nei topi. In questo metodo, LPS viene introdotto in modo non invasivo nella trachea attraverso la cavità orofaringea per essere instillato nel polmone con l’aiuto di un apparato per l’intubazione endotracheale. Questo metodo non solo assicura il targeting polmonare, ma evita anche danni e il rischio di morte negli animali. Ci aspettiamo che questo approccio diventi ampiamente utilizzato nel campo del danno polmonare acuto.

Introduction

Il danno polmonare acuto (ALI) è una sindrome clinica comune. Sotto una varietà di fattori patogeni, la rottura della barriera fisiologica delle cellule epiteliali polmonari e delle cellule endoteliali vascolari porta ad un aumento della permeabilità alveolare, causando così una diminuzione della compliance polmonare, edema polmonare e grave ipossiemia¹. La sindrome da distress respiratorio acuto (ARDS) è la forma più grave di ALI. L’infiammazione incontrollata e il danno da stress ossidativo sono considerati le principali cause di ALI e^{ARDS 2} più grave. Quando le cellule epiteliali alveolari sono direttamente danneggiate a causa di un trauma, viene attivata la catena di risposta infiammatoria dei macrofagi alveolari, portando all’infiammazione nel polmone³. A livello globale, ci sono più di 3 milioni di pazienti con ARDS acuta all’anno e rappresentano circa il 10% dei ricoveri in unità di terapia intensiva; Inoltre, il tasso di mortalità nei casi gravi è pari al 46%^4,5,6. Pertanto, è necessario stabilire un modello animale adatto di ALI per studiarne la patogenesi. Il topo è l’animale da esperimento più comunemente usato nello studio di ALI poiché il suo tratto respiratorio può simulare bene il tratto respiratorio umano per gli studi ALI. Inoltre, l’ALI si manifesta come massiccia infiltrazione di cellule infiammatorie, aumento della permeabilità vascolare polmonare ed edema polmonare. Le variazioni delle citochine infiammatorie nel siero e nel rapporto peso secco-umido del polmone riflettono il grado di ALI⁷.

Allo stato attuale, i principali metodi per la modellazione di ALI indotta da LPS nei topi includono l’intubazione tracheale intranasale e chirurgica ^8,9. Qui, proponiamo un nuovo metodo per fornire LPS nella trachea attraverso l’intubazione orofaringea non invasiva. Questo metodo utilizza un intubatore illuminato per trovare la trachea del topo e quindi eroga LPS nella trachea e nel polmone. Questo metodo fornisce LPS ai polmoni in modo più accurato rispetto al metodo di consegna intranasale. Rispetto all’intubazione tracheale chirurgica, questo metodo non richiede un intervento chirurgico, evita di causare ferite e riduce il dolore nei topi¹⁰. Pertanto, questo metodo può essere utilizzato per stabilire un modello murino più convincente di ALI.

Protocol

Il protocollo di sperimentazione animale è stato esaminato e approvato dal Comitato di gestione dell’Università di medicina tradizionale cinese di Chengdu (record n. 2021-11). Per il presente studio sono stati utilizzati topi maschi C57/BL (20-25 g, 6-8 settimane di età). I topi sono stati tenuti in una camera per animali ed erano liberi di bere e mangiare durante l’esperimento. 1. Preparazione Assicurarsi che la piattaforma di intubazione sia composta da una base…

Representative Results

Il metodo proposto per l’instillazione di LPS nei topi è stato verificato valutando l’espressione della citochina infiammatoria TNF-α e il rapporto peso secco e umido polmonare 12 ore dopo l’instillazione di LPS. C’erano quattro gruppi nell’esperimento: controllo in bianco (senza alcun trattamento), intubazione chirurgica16, intranasale17,18 e intubazione orofaringea non invasiva (n = 6). Rispetto al grup…

Discussion

Inizialmente, abbiamo guardato all’interno della cavità orale per trovare la posizione della trachea¹⁹. Tuttavia, durante questo processo, abbiamo scoperto che la trachea dei topi C57 / BL è stretta, il che rende difficile trovare la posizione corretta con questo metodo senza l’aiuto di apparecchiature come un endoscopio²⁰. Dopo ulteriori esplorazioni, abbiamo scoperto che la luce della lampada dell’intubatore poteva penetrare la superficie del corpo, consentendo all’oper…

Materials

Lipopolysaccharide	MERK	L4130	LPS
Microliter Syringes	SHANGHAI GAOGE INDUSTRY AND TRADE CO., LTD	10028505008124	To deliver LPS
Mouse cannula	RWD Life Science	803-03008-00	Mouse cannula
Mouse intubation kit	RWD Life Science	903-03027-00	Including a base, a riser, a intubator, a surgical forceps and some strings
Pasteur pipette	Biosharp life science	BS-XG-03	To verify the success of intubation
Pentobarbital sodium	Beijing Chemical Co., China	20220918	To anesthetize mice