使用プラセンタアクロス異物およびナノ材料の輸送速度の決定<em> ex vivoで</em>ヒト胎盤灌流モデル
Summary
ザ<em> ex vivoで</em>デュアル再循環ヒト胎盤灌流モデルはヒト胎盤を横切る異物およびナノ粒子の移動を調査するために使用することができる。このビデオプロトコルでは、胎盤の血流を正常に実行するために必要な機器や技術について説明します。
Abstract
十年前にヒト胎盤は母親と胎児の間に不可解な障壁であると考えられた。しかし、サリドマイド誘発性の先天性欠損症や多くのその後の研究の発見は、その後、反対のことを証明した。ニコチンのような今日、いくつかの有害な異物、ヘロイン、メタドンまたは薬物と同様の環境汚染物質は、この障壁を克服するために記載された。ナノテクノロジーの使用が増えていると、胎盤は、誤って露出を介して、または意図的に潜在的なナノ医療アプリケーションの場合における新規ナノ粒子と接触する可能性があります。胎盤は、ほとんどの種特異的な哺乳類の臓器1であるため、動物実験からのデータは、ヒトに外挿することはできません。したがって、Panigel らによって開発されたex vivoでのデュアル循環ヒト胎盤灌流、1967 2と連続シュナイダーらによって修正された、1972年 3において、優れたモデルTとして機能することができoが生体異物または粒子の移動を検討する。
ここでは、再現性のある結果を取得するために、ヒト胎盤灌流プロトコルおよびさらなる発展を再循環させるex vivoでの二重焦点を当てる。
胎盤は帝王切開を受け合併症長期妊娠から母親のインフォームドコンセント後に得られた。無傷の子葉の胎児と母体の血管が少なくとも5時間カニューレを挿入し、灌流した。モデル粒子として、直径80〜500nmのサイズを有する蛍光標識ポリスチレン粒子は、母体回路に加えた。 80 nmの粒子は胎盤関門を通過し、500 nmの粒子は胎盤組織または母性回路に保持している間、胎児に胎盤を介して転送された物質のための完璧な例を提供することができました。 ex vivoでヒト胎盤灌流モデルは、約信頼できる情報を提供するいくつかのモデルの一つである予測と臨床関連データを提供しています重要な組織関門における生体異物の輸送挙動。
Introduction
胎盤は、酸素、二酸化炭素、栄養素および廃棄物と母と互いに分離成長する胎児の二血液回路を維持することができ、同時に交換を担当する複雑な器官である。さらに、母体の免疫系による子供の拒絶反応を防止し、妊娠を維持するホルモンを分泌する。セルラバリアは4,5横細胞膜なしで真シンシチウムを融合して形成栄養膜細胞によって形成される。全体の胎盤は、一胎児絨毛ツリーが含まれており、胎盤の一つの機能単位を表すいくつかの子葉、で構成されています。
胎盤のバリア機能の研究は、1960年代にサリドマイド誘発さ奇形の発見で激化しました。明白な理由のために妊娠中の女性との転座の調査を行うことができない。したがって、様々な代替モデルは6,7開発されている</s>まで。最も有望な、おそらくほとんどの臨床関連モデルはPanigelや同僚2,3によって開発されたex vivoでヒト胎盤灌流モデルです。
多くの女性は、妊娠8時の薬物や環境汚染など、さまざまな異物にさらされている。既に妊娠中に定期的に投与されたいくつかの薬については、 インビボ試験で臍帯血中のそれと母体血中濃度と比較することによって行うことができる。しかし、一般的に胎児およびこれらの物質の催奇形性における薬物動態と力学に関する限られた情報があります。
例えば、ヘロインのようなアヘンを簡単胎盤関門を通過し、子宮内発育制限、早産や自然流産9,10につながることができます。だから、妊娠中行方不明禁欲の場合メタドンによる補充療法が推奨される。 前のインビボでヒト胎盤灌流モデルは、胎児循環へのメタドンの転送が配達12後算出臍帯血対母体血中濃度比とよく相関ごくわずか11であることが明らかになった。
ナノテクノロジーは、特に医学の成長分野である。だから、自然に細かい発生（直径<2.5μm）で、森林火災、火山噴火の煙でと砂漠の塵に超微粒子（直径<0.1μm）で、工業ナノ材料への暴露（少なくとも一次元<0.1μmの13の下）増加している。これは、工業ナノ材料の毒性可能性について疑問を提起した。全く人間の危険がまだ証明されなかったものの、工業ナノ粒子は毒性結果14につながる有害な生物学的反応を引き起こす可能性があることを示す主な実験的研究があります。最近では、いくつかの研究では、への出生前暴露を示した大気汚染は、新生児と子供15,16が高い呼吸必要性と気道炎症にリンクされています。また、小型のナノ粒子は、特に胎児や妊婦のいずれかを治療するための薬物担体として使用されるかもしれない。そのため、異なる生体異物やナノと胎盤関門を通過する能力を広範囲の研究が必要であることが明らかになります。工業ナノ材料への胎盤透過性に関する現在の研究の実際の概要はメネゼスらに要約され、2011年17 Buerki-Thurnherr らは 2012年7。
ex vivoでデュアル循環ヒト胎盤灌流モデルでは、様々な内因性および外因性化合物3,11,12,18,19の胎盤輸送との責任のメカニズムのような胎盤の他の機能の広い範囲を研究するための制御された信頼性の高いシステムを提供しています子癇前症のような病理学的状態の開発<> 20-22（商標）。このプロトコルでは、蓄積効果や生体異物やナノ粒子の広範なセットの転率の研究を可能に設定し、扱い、そして方法に主に焦点を当てています。
Protocol
Representative Results
Discussion
デュアル循環灌流下に答えなければならない質問に応じて可能な他のいくつかの実験的な構成がありますが、ここに示しました。特にオープン胎盤灌流は、一般的に定常状態濃度3に薬物クリアランスを評価するために使用される。再循環血流のセットアップはまた、内因性又は外因性物質の能動輸送を確認するために適用することができる。このアプローチのために生体異物の同じ?…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
この作品は、財政的にスイス国立財団、（NRP 64プログラム、全く4064から131232を付与しない）によってサポートされています。
Materials
| Name of the Reagent | Company | Catalogue Number | Comments (optional) |
| NCTC-135 medium | ICN Biomedicals, Inc. | 10-911-22C | could be replaced by Medium 199 from Sigma (M3769) |
| Sodium chloride (NaCl) | Sigma-Aldrich, Fluka | 71381 | |
| Potassium chloride (KCl) | Hospital pharmacy | also possible: Sigma (P9541) | |
| Monosodium phosphate (NaH2PO4 · H2O) | Merck | 106346 | |
| Magnesium sulfate (MgSO4 · H2O) | Sigma-Aldrich, Fluka | 63139 | |
| Calcium chloride (CaCl, anhydrous) | Merck | 102388 | |
| D(+) Glucose (anhydrous) | Sigma-Aldrich, Fluka | 49138 | |
| Sodium bicarbonate (NaHCO3) | Merck | 106329 | |
| Dextran from Leuconostoc spp. | Sigma-Aldrich | 31389 | |
| Bovine serum albumin (BSA) | Applichem | A1391 | |
| Amoxicilline (Clamoxyl) | GlaxoSmithKline AG | 2021101A | |
| Sodium heparin | B. Braun Medical AG | 3511014 | |
| Sodium hydoxide (NaOH) pellets | Merck | 106498 | CAUTION: corrosive |
| Ortho-phosphoric acid 85% (H3PO4) | Merck | 100573 | CAUTION: corrosive |
| Maternal gas mixture: 95% synthetic air, 5% CO2 | PanGas AG | ||
| Fetal gas mixture: 95% N2, 5% CO2 | PanGas AG | ||
| Antipyrine (N-methyl-14C) | American Radiolabeled Chemicals, Inc. | ARC 0108-50 μCi | CAUTION: radioactive material (specific activity: 55mCi/mmol) |
| Scintillation cocktail (IrgaSafe Plus) | Zinsser Analytic GmbH | 1003100 | |
| Polystyrene particles 80 nm | Polyscience, Inc. | 17150 | |
| Polystyrene particles 500 nm | Polyscience, Inc. | 17152 | |
| EQUIPMENT | |||
| Water bath | VWR | 462-7001 | |
| Thermostat | IKA-Werke GmbH & Co. KG | 3164000 | |
| Peristaltic pumps | Ismatec | ISM 833 | |
| Bubble traps (glass) | UNI-GLAS Laborbedarf | ||
| Flow heater | UNI-GLAS Laborbedarf | ||
| Pressure sensor + Software for analyses | MSR Electronics GmbH | 145B5 | |
| Notebook | Hewlett Packard | ||
| Miniature gas exchange oxygenator | Living Systems Instrumentation | LSI-OXR | |
| Tygon Tube (ID: 1.6 mm; OD: 4.8 mm) | Ismatec | MF0028 | |
| Tubes for pumps (PharMed BPT; ID: 1.52 mm) | Ismatec | SC0744 | |
| Blunt cannulae (Ø 0.8 mm) | Polymed Medical Center | 03.592.81 | |
| Blunt cannulae (Ø 1.2 mm) | Polymed Medical Center | 03.592.90 | |
| Blunt cannulae (Ø 1.5 mm) | Polymed Medical Center | 03.592.94 | |
| Blunt cannulae (Ø 1.8 mm) | Polymed Medical Center | 03.952.82 | |
| Parafilm | VWR | 291-1212 | |
| Perfusion chamber with tissue holder (plexiglass) | Internal technical department | Similar equipment is available from Hemotek Limited, UK | |
| Surgical suture material (PremiCron) | B. Braun Medical AG | C0026005 | |
| Winged Needle Infusion Set (21G Butterfly) | Hospira, Inc. | ASN 2102 | |
| Multidirectional stopcock (Discofix C-3) | B. Braun Medical AG | 16494C | |
| Surgical scissors | B. Braun Medical AG | BC304R | |
| Dissecting scissors | B. Braun Medical AG | BC162R | |
| Needle holder | B. Braun Medical AG | BM200R | |
| Dissecting forceps | B. Braun Medical AG | BD215R | |
| Automated blood gas system | Radiometer Medical ApS | ABL800 FLEX | |
| Multi-mode microplate reader | BioTek | Synergy HT | |
| Liquid scintillation analyzer | GMI, Inc. | Packard Tri-Carb 2200 | |
| Scintillation tubes 5.5 ml | Zinsser Analytic GmbH | 3020001 | |
| Tissue Homogenizer | OMNI, Inc. | TH-220 | |
| pH meter + electrode | VWR | 662-2779 |
Riferimenti
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