Délivrance d'agents thérapeutiques à travers intracérébroventriculaire (ICV) et intraveineuse (IV) par injection chez la souris
Summary
Cet article illustre deux méthodes très différentes d'injection: 1) dans le cerveau (intracérébroventriculaire) et 2) systémique (intraveineuse) d'introduire des agents thérapeutiques dans le système nerveux central de souris néonatales.
Abstract
Malgré le rôle protecteur que barrière hémato-encéphalique joue dans le blindage du cerveau, il limite l'accès au système nerveux central (SNC) qui résulte le plus souvent par un échec des thérapeutiques potentiels conçu pour 1,2 des troubles neurodégénératifs. Les maladies neurodégénératives comme l'atrophie musculaire spinale (SMA), dans lequel les neurones moteurs inférieurs sont touchés, peuvent grandement bénéficier de l'introduction des agents thérapeutiques dans le SNC. Le but de cette vidéo est de démontrer deux paradigmes d'injection différents pour livrer le matériel thérapeutiques dans des souris néonatales tôt après la naissance. Une de ces méthodes consiste à injecter directement dans cérébrale ventricules latéraux (intracérébroventriculaire) qui se traduit par la livraison des matériaux dans le SNC à travers le liquide céphalo-rachidien 3,4. La deuxième méthode est une injection dans la veine temporale (intraveineuse) qui peuvent introduire des produits thérapeutiques différentes dans le système circulatoire, conduisant à une administration systémique, y compris les 5 SNC. Transduction généralisée du SNC est réalisable si un vecteur approprié virale et le sérotype viral est utilisé. Visualisation et utilisation de la veine temporale pour injection est faisable à jour postnatal 6. Toutefois, si le matériel livré est destiné à atteindre le SNC, ces injections devraient avoir lieu pendant que la barrière hémato-encéphalique est plus perméable à cause de son statut immatures, de préférence avant le jour après la naissance 2. La barrière hémato pleinement développé du cerveau limite grandement l'efficacité de l'administration par voie intraveineuse. Les deux systèmes de livraison sont simples et efficaces une fois que les aptitudes chirurgicale est réalisée. Ils ne nécessitent pas de dispositifs de grande chirurgie et peut être réalisée par une seule personne. Toutefois, ces techniques ne sont pas sans défis. La petite taille du postnatale jour 2 chiots et les domaines ultérieurs petite cible peut faire les injections difficiles à réaliser et d'abord difficile à reproduire.
Protocol
Discussion
Les recherches utilisant des modèles murins de la maladie nécessite souvent l'administration de drogues ou autres substances aux nouveau-nés. Dans cette vidéo, nous démontrons l'étape par étape des procédures impliquant deux types de stratégies d'injection qui peut être utilisé pour cibler le système nerveux central: 1) l'injection directe dans le SNC en utilisant intracérébroventriculaire (ICV) d'injection, ou 2) par injection IV ciblant temporel / veine faciale. Le calendrier de ces i…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Les auteurs tiennent à remercier John Marston pour l'expert de l'élevage et le Dr Marco A. Passini de l'assistance technique dans les premiers stades de ce projet. Ce travail a été financé par la subvention de la National Institutes of Health à CLL (R01NS41584; R01HD054413).
Materials
| Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments (optional) |
|---|---|---|---|
| Green Food Dye | McCormick | n/a | Must be filtered |
| Hamilton Glass Syringe (100 μL) | Sigma Aldrick | 20702 | |
| LuerMxF Thread Style White Nylon | Small Parts, Inc. | VPLF-LC78-1-25 | |
| Fine gauge Hypodermic Needles | Popper | 7111 | Size: 33(SWG) x ¼” (6.35 MM) |
| Wee Sight Transilluminator | Respironics | 1017920 | |
| 2.25X Headband Magnifier | MagEyes | Model No. 5 | Select magnification to fit individual preferences |
Riferimenti
- Blanchette, M., Fortin, D. Blood-brain barrier disruption in the treatment of brain tumors. Methods Mol. Biol. 686, 447-463 (2011).
- Foust, K. D., Kaspar, B. K. Over the barrier and through the blood: to CNS delivery we go. Cell Cycle. 24, 4017-4018 (2009).
- Snyder, E. Y., Taylor, R. M., Wolfe, J. H. Neural progenitor cell engraftment corrects lysosomal storage throughout the MPS VII mouse brain. Nature. 374, 367-370 (1995).
- Passini, M. A., Wolfe, J. H. Widespread gene delivery and structure-specific patterns of expression in the brain after intraventricular injections of neonatal mice with an adeno-associated virus vector. J. Virol. 24, 12382-12392 (2001).
- Kienstra, K. A., Freysdottir, D., Gonzales, N. M., Hirschi, K. K. Murine neonatal intravascular injections: modeling newborn disease. J. Am. Assoc. Lab. Anim. Sci. 46, 50-54 (2007).
- Sands, M. S., Barker, J. E. Percutaneous intravenous injection in neonatal mice. Lab. Anim. Sci. 49, 328-330 (1999).
- Foust, K. D. Rescue of the spinal muscular atrophy phenotype in a mouse model by early postnatal delivery of SMN. Nat. Biotechnol. 28, 271-274 (2010).
- Foust, K. D. Intravascular AAV9 preferentially targets neonatal neurons and adult astrocytes. Nat. Biotechnol. 27, 59-65 (2009).
- Passini, M. A., Watson, D. J., Wolfe, J. H. Gene delivery to the mouse brain with adeno-associated virus. Methods Mol. Biol. 246, 225-236 (2004).
- Coady, T. H., Lorson, C. L. Trans-splicing-mediated improvement in a severe mouse model of spinal muscular atrophy. J. Neurosci. 30, 126-130 (2010).
- Baughan, T. D., Dickson, A., Osman, E. Y., Lorson, C. L. Delivery of bifunctional RNAs that target an intronic repressor and increase SMN levels in an animal model of spinal muscular atrophy. Hum. Mol. Genet. 18, 1600-1611 (2009).
- Coady, T. H., Baughan, T. D., Shababi, M., Passini, M. A., Lorson, C. L. Development of a single vector system that enhances trans-splicing of SMN2 transcripts. PLoS One. 3, e3468-e3468 (2008).
- Dickson, A., Osman, E., Lorson, C. A. Negatively-Acting Bifunctional RNA Increases Survival Motor Neuron in vitro and in vivo. Hum. Gene. Ther. 19, 1307-1315 .
- Mattis, V. B., Ebert, A. D., Fosso, M. Y., Chang, C. W., Lorson, C. L. Delivery of a read-through inducing compound, TC007, lessens the severity of a spinal muscular atrophy animal model. Hum. Mol. Genet. 18, 3906-3913 (2009).
- Williams, J. H. Oligonucleotide-mediated survival of motor neuron protein expression in CNS improves phenotype in a mouse model of spinal muscular atrophy. J. Neurosci. 29, 7633-7638 (2009).
- Passini, M. A. CNS-targeted gene therapy improves survival and motor function in a mouse model of spinal muscular atrophy. J. Clin. Invest. 120, 1253-1264 (2010).
- Shababi, M., Glascock, J., Lorson, C. L. Combination of SMN Trans-Splicing and a Neurotrophic Factor Increases the Life Span and Body Mass in a Severe Model of Spinal Muscular Atrophy. Hum. Gene. Ther. 22, 1-10 (2010).
