Carotisar infusjoner for farmakokinetiske og farmakodynamiske Analyse av Taxaner i Mus

Summary

Denne metoden ble utviklet med mål om å levere en jevn narkotika løsning via halspulsåren, for å vurdere farmakokinetikken av nye medikamenter i musemodeller.

Abstract

Når foreslår bruk av et legemiddel, legemiddelkombinasjonen, eller levering av legemidlene i et nytt system, må man vurdere farmakokinetikken av stoffet i studiemodellen. Som bruk av musemodeller er ofte et viktig steg i preklinisk medikamentoppdagelse og legemiddelutvikling ^1-8, er det nødvendig å utforme et system for å innføre medikamenter inn i mus i en jevn, reproduserbar måte. Ideelt sett bør systemet tillater innsamling av blodprøver ved regelmessige intervaller i løpet av en innstilt tid selvfølgelig. Evnen til å måle medikamentkonsentrasjoner i masse-spektrometri, har tillatt søkere å følge endringer i plasmalegemiddelnivåer over tid i individuelle mus ^{1, 9, 10.} I denne studien ble paclitaxel innføres i transgene mus som en kontinuerlig arteriell infusjon over tre timer, mens blodprøver ble samtidig tatt av retro-orbital blødninger på sett tidspunkter. Karotidarterie infusjoner er et potensielt alternativ til halsvene infusjoner, når faktorer såsombrystkjerteltumorer eller andre hindringer gjør hals infusjoner upraktisk. Ved hjelp av denne teknikken, paclitaxel konsentrasjoner i plasma og vev oppnådd tilsvarende nivåer i forhold til hals infusjon. I denne opplæringen vil vi vise hvordan du lykkes kateterisere halspulsåren ved å forberede en optimalisert kateter for den enkelte mus modell, og deretter vise hvordan du setter inn og sikre kateter inn i musa halspulsåren, træ enden av kateteret ut gjennom baksiden muse hals, og hekt musen til en pumpe for å levere en kontrollert hastighet av narkotika tilstrømningen. Flere lavt volum retro-orbital blødninger tillate analyse av plasmakonsentrasjon av legemidlet over tid.

Introduction

Drug infusjon gjennom karotid kan utføres på en pålitelig og reproduserbar måte ved å optimalisere utstyr og teknikk. Prosedyren er ikke innviklet, selv om det krever god kontroll og oppmerksomhet på detaljer. Overlegen omsorg og fingerferdighet trengs for å isolere halspulsåren og inn kateteret, som generelt kan erverves gjennom praksis. Kirurgi av en erfaren tekniker bør ikke overstige en time. Etter vellykket operasjon, bør den muse vises normale og sunne (selv om musen kan reagere på selve medikamentet infusjon), og medikament (er) kan administreres på en kontrollert, jevn kontinuerlig dosering. Blodprøver må tas fra et annet sted enn halspulsåren nettstedet; retro-orbital blødninger viste seg lett å samle inn og tilfredsstillende for analyse av legemiddelkonsentrasjon.

Katetre av optimal størrelse og form er en uvurderlig ressurs i å utføre en vellykket infusjon ^11. Vi fant katetre tilgjengelig kommersielt gjennomføry ofte for å være for store og / eller for fleksibel for å tillate enkel tilgang til muse arteria carotis. Det viste seg å foretrekke fremfor mote katetre fra polyetylen rør som brukes til å koble musen til infusjons sprøyte. Dermed er alle rør, koblinger og nåler var av konsistente dimensjoner, som forenklede infusjonsenheten. Ved hjelp av denne teknikken, er det ikke nødvendig å presse spissen av kateteret i arterien forbi det punkt der det er fremdeles synlig, og blodstrømmen til karotidarterien ikke er gjenopprettet før etter at kateteret er i utgangspunktet festet. Dette reduserer farene ved punktering arterien, eller ved å ha kateteret skyves ut ved høyt trykk på blodstrømmen. Kateteret utforming heri ikke innlemme en "bump" for å holde den på plass, så sikre kateteret godt med sting og kirurgisk tape er en prioritet.

Infusjoner kan være å foretrekke fremfor de vanlige iv bolusinjeksjoner, som et bedre etterligner av klinisk administrasjon avstoffer som taxaner ^{3, 12, 13.} Den teknikk som er beskrevet her ble opprinnelig utviklet for å tillate infusjon i musemodeller, karakterisert ved at tilgang til vena eller lårvenen ble avskåret ved brysttumorvekst og / eller overdreven vaskularisering av innføringsområdet. Denne metoden kan ofte være hensiktsmessig selv i tumorfrie mus: selv om isolering og KATETERISERER carotis er litt mer invasive, har vi funnet det fordelaktig å jugular, fordi tilbøyeligheten av vena veggen for å rive resulterte i mer mislykkede innsettinger og svikt for å fullføre 3 timers tid kurset.

Mens resultatene vist her er fra C57BL / 6J (in-house-avlet) mus, har vi brukt denne teknikken for å kunne sette mot paclitaxel i flere stammer av mus, inkludert FVB og blandet-stammer, for å følge farmakokinetikken i musemodeller transgent manipulert å ned-regulere cellulære transporter funksjoner. Blod og vevsprøver oppsamlede viste forventede nivåer av paclitaxel, i størrelsesorden nivåene etter hals infusjoner ^en. Denne teknikken kan forventes å arbeide like godt i andre musemodeller og med andre infusjonsoppløsninger.

Protocol

Denne protokollen er godkjent av Fox Chase Cancer Center Institutional Animal Care og bruk komité og ved Laboratory Animal Facility, og funnet å være i samsvar med institusjonelle retningslinjer for human behandling av dyr. 1. Foreløpige Forberedelse Fremstilling av kateteret: Fremstill et kateter fra en kort lengde av polyetylenrør, modifisert til å danne et fortynnet, avstumpet ende (figur 3A). Lag flere katetre på forhånd og spare på ubestemt tid. …

Representative Results

Paclitaxel fordeling følger forutsigbare mønstre i løpet av en 3 timers doseringsplan av en 15 min høyhastighets-infusjon, etterfulgt av en 165 minutter med lav hastighet infusjon. Figur 1 viser en sammenligning av halspulsåren-infusjons plasma paclitaxel konsentrasjoner og arteria carotis-infusjoner. Paclitaxel konsentrasjoner falle raskt i de første 15 min etter en innledende høyt volum infusjon, og deretter flate ut over de neste 150 min. Til sammenligning pa…

Discussion

Halsarterie infusjon er en vesentlig teknikk i denne studien av paclitaxel farmakokinetikk. Halsarterie infusjon er en metode for raskt å fordele stoffet i hele sirkulasjonssystemet ^14.. 3 timers infusjon er en nærmere etterligner av klinisk administrering av legemidler som taxaner enn bolusinjeksjoner. Operasjonen kan bli pålitelig utført av en enkeltperson, er kirurgi tid relativt kort, og suksessraten er> 75%. Etter at prøvene er samlet inn, må de bli analysert ved hjelp av egnede metoder. Vi bruk…

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