Intranasal administration af CNS Therapeutics at vågne mus
Summary
Fremgangsmåde til intranasal administration af lægemidler til vågne mus med henblik på målretning hjernen er beskrevet. Denne metode giver mulighed for gentagne doser over lange perioder med intranasal administration af lægemiddel uden bedøvelse, og næse-til-hjerne levering med minimal systemisk eksponering.
Abstract
Intranasal indgivelse er en metode til afgivelse af terapeutika til det centrale nervesystem (CNS). Den er ikke-invasiv og tillader store molekyler, der ikke krydser blod-hjerne-barrieren adgang til CNS. Narkotika er direkte målrettet til CNS med intranasal levering, reduktion af systemisk eksponering og dermed uønskede systemiske bivirkninger 1. Levering fra næsen på centralnervesystemet finder sted inden for minutter langs både de olfaktoriske og trigeminal neurale veje via et ekstracellulært rute og kræver ikke lægemidlet til at binde til en receptor eller axonal transport 2. Intranasal levering er en meget opreklameret metode og er i øjeblikket anvendes i humane kliniske undersøgelser 3.
Intranasal levering af lægemidler i dyremodeller giver mulighed for initial vurdering af farmakokinetiske fordeling og effekt. Med mus, er det muligt at administrere lægemidler til vågen (ikke-bedøvet) dyr med regelmæssige mellemrum under anvendelse af en specialiseretEgenproduktionen intranasal greb. Awake levering er gavnligt, fordi det giver mulighed for langsigtet kronisk dosering uden bedøvelse, det tager kortere tid end med anæstesi, og kan læres og udføres af mange mennesker, så hold af teknikere kan dosere et stort antal mus i korte perioder. Effektiviteten af terapeutiske midler indgivet intranasalt på denne måde til mus er blevet påvist i en række undersøgelser, herunder insulin i diabetiske musemodeller 4-6 og deferoxamin i Alzheimers musemodeller. 7,8
Den intranasale greb for mus kan læres, men er ikke let og kræver øvelse, dygtighed, og en præcis greb til effektivt at afgive lægemiddel til hjernen og undgå afløb til lunge og mave. Mus fastholdes i hånden under anvendelse af en modificeret Scruff i de ikke-dominerende hånd med halsen holdes parallelt med gulvet, medens lægemiddel afgives med en pipette med den dominerende hånd. Det tager normalt 3-4 uger akklimering til håndtering før muskan holdes med dette greb uden stress respons. Vi har udarbejdet denne Jové video at gøre denne intranasal levering teknik mere tilgængelige.
Protocol
Representative Results
Discussion
Denne fremgangsmåde viser, hvordan mus kan gives regelmæssige doser af intranasal medikament til at målrette hjernen uden brug af anæstesi. Intranasal lægemiddel kan leveres til store grupper af mus i længere tidsrum med minimal anstrengelse. En enkelt gruppe på op til 20 mus kan intranasalt behandles af en enkelt person på mindre end en time. En bred vifte af molekyler, lige fra små jernkelatorerer på vækstfaktorer til mesenkymale stamceller, har vist sig hurtigt at målrette CNS og har udvist virkningsfuldh…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Forfatterne vil gerne takke HealthPartners Institutionel Animal Care og brug Udvalg på Regionsudvalgets Hospital.
Materials
| Materials | Company | Cat # | Comment |
| P20 pipettor set at 6 μl | |||
| Gel loading pipette tips | |||
| Timer | |||
| Waste receptacle for tips | |||
| Dosing sheet for notes | |||
| Pen | |||
| Drug and vehicle | |||
| Container to hold drug vials | |||
| Animals to be dosed | |||
| Spare gloves | |||
| Paper towels to wipe urine | |||
| Table 3. Materials Needed |
References
- Dhuria, S. V., Hanson, L. R., Frey, W. H. Intranasal delivery to the central nervous system: mechanisms and experimental considerations. J. Pharm Sci. 99, 1654-1673 (2010).
- Thorne, R. G., Pronk, G. J., Padmanabhan, V., Frey, W. H. Delivery of insulin-like growth factor-I to the rat brain and spinal cord along olfactory and trigeminal pathways following intranasal administration. 신경과학. , 127-481 (2004).
- Benedict, C., et al. Intranasal insulin as a therapeutic option in the treatment of cognitive impairments. Exp. Gerontol. 46, 112-115 (2011).
- Francis, G. J., et al. Intranasal insulin prevents cognitive decline, cerebral atrophy and white matter changes in murine type I diabetic encephalopathy. Brain. 131, 3311-3334 (2008).
- Francis, G., et al. Intranasal insulin ameliorates experimental diabetic neuropathy. Diabetes. 58, 934-945 (2009).
- Marks, D. R., Tucker, K., Cavallin, M. A., Mast, T. G., Fadool, D. A. Awake intranasal insulin delivery modifies protein complexes and alters memory, anxiety, and olfactory behaviors. J. Neurosci. 29, 6734-6751 (2009).
- Hanson, L., et al. Intranasal delivery of deferoxamine reduces spatial memory loss in APP/PS1 mice. Drug Delivery and Translational Research. 2, 160-168 (2012).
- Danielyan, L., et al. Protective effects of intranasal losartan in the APP/PS1 transgenic mouse model of Alzheimer disease. Rejuvenation Research. 13, 195-201 (2010).
- Fine, J. M., et al. Intranasal deferoxamine improves performance in radial arm water maze, stabilizes HIF-1alpha, and phosphorylates GSK3beta in P301L tau transgenic mice. Exp. Brain Res. 219, 381-390 (2012).
- Lochhead, J. J., Thorne, R. G. Intranasal delivery of biologics to the central nervous system. Adv. Drug Deliv. Rev. 64 (11), 614-628 (2012).
- Hanson, L. R., et al. Intranasal deferoxamine provides increased brain exposure and significant protection in rat ischemic stroke. J. Pharmacol. Exp Ther. 330, 679-686 (2009).
- Reger, M. A., et al. Effects of intranasal insulin on cognition in memory-impaired older adults: modulation by APOE genotype. Neurobiol. Aging. 27, 451-458 (2006).
- Kim, C. H., Song, H. y. u. n., M, E. u. n. A. h. n., Lee, Y., G, J., Yoon, J. H. Effect of hypo-, iso- and hypertonic saline irrigation on secretory mucins and morphology of cultured human nasal epithelial cells. Acta Otolaryngol. 125, 1296-1300 (2005).
- Greiff, L., Andersson, M., Wollmer, P., Persson, C. G. Hypertonic saline increases secretory and exudative responsiveness of human nasal airway in vivo. Eur. Respir. J. 21, 308-312 (2003).
