Halspulsådern Tinkturer för farmakokinetiska och farmakodynamiska Analys av taxaner i möss

Summary

Denna metod har utvecklats med målet att leverera en jämn läkemedelslösning via halspulsådern, för att utvärdera farmakokinetiken för nya läkemedel i musmodeller.

Abstract

När som föreslår att ett läkemedel, läkemedelskombination, eller läkemedelstillförsel till ett nytt system, måste man bedöma farmakokinetiken av läkemedlet i studien modellen. Eftersom användningen av musmodeller är ofta ett viktigt steg i preklinisk läkemedelsforskning och läkemedelsutveckling ^1-8, är det nödvändigt att utforma ett system för att införa läkemedel i möss i en enhetlig, reproducerbart sätt. Helst ska systemet tillåta insamling av blodprover med jämna mellanrum under en viss tid kurs. Möjligheten att mäta läkemedelskoncentrationer av masspektrometri har tillåtit forskare att följa förändringar i plasmaläkemedelsnivåer över tid i enskilda möss ^{1, 9, 10.} I denna studie var paklitaxel infördes i transgena möss som en kontinuerlig arteriell infusion under tre timmar, medan blodprover samtidigt tas av retro-orbital blödningar vid inställda tidpunkter. Karotidartären infusioner är ett potentiellt alternativ till halsvenen infusioner, när sådana faktorer sombrösttumörer eller andra hinder gör hals infusioner opraktiskt. Med denna teknik paklitaxelkoncentrationer i plasma och vävnader uppnått liknande nivåer jämfört med jugular infusion. I den här guiden kommer vi att visa hur man framgångsrikt ANVÄNDA KATETER halspulsådern genom att förbereda en optimerad kateter för individen musmodell, sedan visa hur du sätter och säkra katetern i musen halspulsådern, trä änden av katetern ut genom baksidan av musens hals och haka musen till en pump för att leverera en kontrollerad hastighet av läkemedels tillströmning. Flera låg volym retro-orbital blödningar möjliggör analys av plasmakoncentrationerna av läkemedlet över tiden.

Introduction

Infusion av läkemedel via carotid kan utföras på ett tillförlitligt och reproducerbart sätt genom att optimera utrustning och teknik. Förfarandet är inte invecklat, men det kräver bra kontroll och känsla för detaljer. Överlägsen omsorg och skicklighet behövs för att isolera halspulsådern och föra in katetern, som i allmänhet kan förvärvas genom praktik. Kirurgi av en erfaren tekniker bör inte överstiga en timme. Efter en framgångsrik operation, bör musen förefaller normal och frisk (även om musen kan reagera på den färdiga läkemedelsinfusion), och läkemedlet (-en) kan administreras i en kontrollerad, likformig kontinuerlig dosering. Blodprov tas från ett annat land än halspulsådern site; retro-orbital blödningar varit lätt att samla in och tillfredsställande för analys av läkemedelskoncentrationer.

Katetrar av optimal storlek och form är en ovärderlig tillgång för att utföra en framgångsrik infusion ^11. Vi hittade katetrar tillgängliga commercially ofta för att vara för stor och / eller för flexibla för att möjliggöra bekväm tillgång till musen halspulsådern. Det visade sig vara att föredra framför mode katetrar från polyeten slangen används för att ansluta musen till infusionsspruta. Således, alla slangar, kopplingar och nålar var av konsekventa dimensioner, vilket förenklade infusionsaggregat. Med användning av denna teknik, är det inte nödvändigt att trycka spetsen av katetern in i artären förbi den punkt där det fortfarande är synliga, och blodflödet till karotidartären återställs inte förrän efter det att katetern är initialt fastsatt. Detta minskar riskerna med punktering av artären eller av att ha katetern tryckas ut av det höga trycket av blodflödet. Kateter designen häri inte införlivar en "bump" för att hålla den på plats, så att säkra katetern väl med suturer och kirurgisk tejp är en prioritet.

Infusioner kan vara föredraget att de gemensamma iv bolusinjektioner, som ett bättre härma av klinisk administrering avläkemedel såsom taxaner ^{3, 12, 13.} Den teknik som beskrivs här utvecklades ursprungligen för att möjliggöra infusion i musmodeller vari tillträde till jugular eller femoralvenen var uteslutna från brösttumörtillväxt och / eller överdriven vaskularisering av införingsområdet. Denna metod kan ofta vara lämpligt även i tumörfria möss: även isolera och catheterizing halspulsådern är något mer invasiv, fann vi det lämpligt att våldsam attack, eftersom benägenheten hos våldsam attack väggen för att rippa medfört fler misslyckade insättningar och misslyckanden för att slutföra den 3 hr tidsförloppet.

Medan resultaten som visas här är från C57BL / 6J (in-house-uppfödda) möss, har vi använt denna teknik för att framgångsrikt ingjuta paklitaxel i flera stammar av möss, inklusive FVB och blandade-stammar, för att följa farmakokinetiken i musmodeller transgenically manipulerade att nedreglera cellulära transportörfunktioner. De blod- och vävnadsprover uppsamlade uppvisade förväntade nivåer av paclitaxel, i intervallet de nivåer som rådde efter hals infusioner ^1. Denna teknik kan förväntas fungera lika bra i andra musmodeller samt med andra infusionsvätskor.

Protocol

Detta protokoll har godkänts av Fox Chase Cancer Center Institutional Animal Care och användning kommittén och av Laboratory Animal Facility, och befunnits vara i överensstämmelse med de institutionella riktlinjer för human behandling av djur. 1. Inledande Framställning Framställning av kateter: Förbered en kateter från en kort längd av polyetenslang, modifieras till att bilda en förtunnad, trubbiga änden (figur 3A). Göra flera katetrar i förväg oc…

Representative Results

Paclitaxel fördelning följer förutsägbara mönster under en 3 h dosering på en 15 min höghastighets infusion, följt av en 165 minuter låg hastighet infusion. Figur 1 visar en jämförelse av halsvenen-infusionsplasma paklitaxelkoncentrationer och halspulsådern-infusioner. De paklitaxelkoncentrationer tappar snabbt i den första 15 min efter en initial hög volym infusion, och sedan plana ut under de närmaste 150 min. Som jämförelse paclitaxel-nivåer i en d…

Discussion

Karotidartären infusion är en betydande teknik i denna studie av farmakokinetiken paklitaxel. Karotidartären infusion är en metod för att snabbt fördela läkemedlet genom hela cirkulationssystemet ^14. Den 3 h infusion är en närmare härma klinisk administrering av läkemedel såsom taxaner än bolusinjektioner. Operationen tillförlitligt kan utföras av en enda person, är kirurgi tiden relativt kort, och svarsfrekvens är> 75%. Efter prover samlas in måste de analyseras med lämpliga metoder. Vi…

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