The present protocol describes a mouse microsurgery infusion technique, which effectively delivers substances directly into the brain via the internal carotid artery.
Animal models of central nervous system (CNS) diseases and, consequently, blood-brain barrier disruption diseases, require the delivery of exogenous substances into the brain. These exogenous substances may induce injurious impact or constitute therapeutic strategy. The most common delivery methods of exogenous substances into the brain are based on systemic deliveries, such as subcutaneous or intravenous routes. Although commonly used, these approaches have several limitations, including low delivery efficacy into the brain. In contrast, surgical methods that locally deliver substances into the CNS are more specific and prevent the uptake of the exogenous substances by other organs. Several surgical methods for CNS delivery are available; however, they tend to be very traumatic. Here, we describe a mouse infusion microsurgery technique, which effectively delivers substances into the brain via the internal carotid artery, with minimal trauma and no interference with normal CNS functionality.
Em modelos in vivo do sistema nervoso central (SNC) doenças requerem uma entrega eficaz de substâncias exógenas, tais como drogas, agentes patogénicos, ou exossomas, para o cérebro. Por isso, um método de entrega ideal deve causar o mínimo de trauma para o animal, preservar a integridade da rede neuronal, e alcançar concentrações elevadas de substâncias no cérebro 1.
Vários métodos cirúrgicos de distribuição de substâncias locais foram descritos, incluindo intra-bainha, intracerebral, e as injeções intraventricular ou implantes 2, 3, 4, 5. Estas abordagens, no entanto, são consideradas traumática do sistema nervoso central, e permitir a administração de apenas baixos volumes de a substância de interesse. Além disso, tem sido sugerido que as substâncias exógenas podem ser rapidamente removidos pelo fluido cerebrospinal 6 </s-se>, e uma gama baixa de penetração para o parênquima cerebral foi observada 7 quando as técnicas acima mencionadas são empregues. Métodos de entrega sistêmicas, tais como oral, pulmonar, subcutânea e intravenosa, são mais comumente usados em modelos animais, embora eles apresentam baixa eficácia na entrega das substâncias para o SNC, devido à absorção por outros órgãos 8, 9. Portanto, estas vias de administração requerem doses elevadas de substâncias administradas, aumentando o risco de efeitos colaterais e toxicidade 10, 11.
Aqui, descrevemos uma técnica de microcirurgia infusão do mouse, o que efetivamente fornece substâncias diretamente no cérebro através da artéria carótida interna. Além de direccionamento da entrega ao CNS, esta técnica não ultrapassar barreiras fisiológicas normais e é portanto altamente relevantes para biological processos envolvidos nas passagens de agentes terapêuticos ou agentes patogénicos para o cérebro.
A microcirurgia infusão descrito aqui tem provado ser muito bem sucedida no fornecimento de substâncias exógenas de vários recursos biológicos para o SNC, impedindo a divulgação indesejada por todo o corpo 1, 12. O rompimento da barreira sangue-cérebro é uma característica patológica de várias doenças relacionadas com o SNC; Por conseguinte, a avaliação da relação de substâncias exógenas com a barreira hemato-encefálica é de grande importân…
The authors have nothing to disclose.
We would like to thank Dr. Lei Chen (Icahn School of Medicine at Mount Sinai, NY) who first established the use of this model in our laboratory, and to Dr. Gretchen Wolff (German Cancer Research Center, Heidelberg, Germany) for disseminating the technique in our laboratory. Supported in part by HL126559, DA039576, MH098891, MH63022, MH072567, DA027569, and NSC 2015/17/B/NZ7/02985.
Anesthesia instrument | Vetequip | 901806 |
Surgical scissors | Fine Science Tool | 14558-09 |
Surgical forceps straight tip | Fine Science Tool | 00108-11 |
Surgical forceps angled tip | Fine Science Tool | 00109-11 |
Spring scissors | Fine Science Tool | 15000-08 |
Nylon suture | Braintree Scientific | SUT-S 104 |
Capillary tubing (Micro-Renathane 0.010” x 0.005” per ft.) | Braintree Scientific | MRE01050 |
Closing suture | VWR | 95057-036 |
Isoflurane | Piramal | |
2,3,5-Triphenyltetrazolium chloride | FisherScientific | 50-121-8005 |