Mus Mikro Infusion Teknik för riktad substanstillförsel i CNS<i> via</i> Den inre Carotid Artery

Summary

The present protocol describes a mouse microsurgery infusion technique, which effectively delivers substances directly into the brain via the internal carotid artery.

Abstract

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.

Introduction

In vivo-modeller i centrala nervsystemet (CNS) sjukdomar kräver en effektiv leverans av exogena substanser, såsom läkemedel, patogener eller exosomes, in i hjärnan. Därför bör en ideal leveransmetod orsakar minimal skada på djuret, bevara integriteten av neuronala nätverk och uppnå höga substanskoncentrationer i hjärnan ^en.

Flera kirurgiska metoder för lokal substanstillförsel har beskrivits, bland annat inom mantel, intracerebral, och intraventrikulära injektioner eller implantat ^{2, 3, 4, 5.} Dessa tillvägagångssätt är emellertid anses traumatisk för CNS, och tillåta administration av endast låga volymer av substansen av intresse. Vidare har det föreslagits att exogena ämnen kan snabbt avlägsnas genom cerebrospinalvätskan ⁶ </supp>, och en låg penetrationsområdet till det hjärnparenkymet har observerats ⁷ när de ovan nämnda teknikerna används. Systemiska administreringsmetoder, såsom oral, pulmonell, subkutan och intravenös väg, är mer vanligt förekommande i djurmodeller, även om de uppvisar låg effektivitet i att leverera ämnen till CNS på grund av upptag av andra organ ^{8, 9.} Därför är dessa sträckor för leveranser kräver förhöjda doser av de administrerade substanserna, vilket ökar risken för biverkningar och toxicitet ^{10, 11.}

Här beskriver vi en mus infusionsmikrokirurgi teknik, som effektivt levererar ämnen direkt in i hjärnan via den interna karotisartären. Förutom att rikta leveransen till CNS, gör denna teknik inte kringgå normala fysiologiska barriärer och är därför i högsta grad relevant för Biological processerna i avsnitten i terapeutiska eller patogener in i hjärnan.

Protocol

De förfaranden som är involverade i följande protokoll har godkänts av University of Miami Institutional Animal Care och användning kommittén (IACUC). Dessutom är alla förfaranden genomförs i anläggningar som godkänts av Föreningen för bedömning och ackreditering av Laboratory Animal Care International (AAALAC). 1. Beredning av möss för kirurgi Söva musen med isofluran blandat med syre, med hjälp av en laboratorieanestesisystemet. Använd isofluran vid inställni…

Representative Results

Musen infusionsmikrokirurgi teknik som beskrivs här är mycket mångsidig och har använts för att leverera olika substanser direkt in i hjärnan, inklusive leverans av tumörceller i en representativ modell av hjärn metastasbildning 1, 12. Denna teknik är också lämplig för att bedöma de patologiska aspekterna av olika patogener i CNS. I en musmodell av HIV-inf…

Discussion

Infusionsmikro beskrivs här har visat sig vara mycket framgångsrik i att leverera exogena ämnen i olika biologiska funktioner i CNS, förhindra oönskad spridning i hela kroppen ^{en 12.} Störning av blod-hjärnbarriären är en patologisk kännetecken för flera CNS-relaterade sjukdomar; därför att bedöma förhållandet mellan exogena ämnen med blod-hjärnbarriären är av stor betydelse och intresse.

Denna operation modell som…

Materials

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