Intranasal administration av CNS Therapeutics att vakna möss
Summary
En metod att intranasalt administrera läkemedel till vakna möss i syfte att rikta hjärnan beskrivs. Denna metod möjliggör upprepad dosering under långa perioder med intranasal administrering av läkemedel utan bedövning, och nos-mot-hjärna leverans med minimal systemisk exponering.
Abstract
Intranasal administrering är en metod för att leverera terapeutiska medel till det centrala nervsystemet (CNS). Det är icke-invasiv och tillåter stora molekyler som inte korsar blod-hjärnbarriären tillgång till CNS. Läkemedel direkt riktade till CNS med intranasalt leverans, minska systemisk exponering och därmed oönskade systemiska biverkningar 1. Leverans från näsan till CNS inträffar inom några minuter längs både lukt-och trigeminus nervbanor via en extracellulär rutt och kräver inte läkemedel att binda till någon receptor eller axonal transport 2. Intranasal leverans är ett uppmärksammat metod och används för närvarande i kliniska prövningar 3.
Intranasal tillförsel av läkemedel i djurmodeller medger första utvärdering av farmakokinetiska fördelning och effektivitet. Med möss, är det möjligt att administrera läkemedel att vakna (icke-bedövade) djur regelbundet med hjälp av en specialiststabiliserats intranasalt grepp. Awake leverans är bra därför att det möjliggör en långsiktig kronisk dosering utan bedövning, det tar mindre tid än med anestesi och kan läras och utföras av många människor så att team av tekniker kan dosen stort antal möss i korta perioder. Effekten av terapeutika administreras intranasalt på detta sätt till möss har visats i ett antal studier inklusive insulin i diabetiska musmodeller 4-6 och deferoxamin i Alzheimers musmodeller. 7,8
Den intranasala grepp för möss kan läras, men är inte lätt och kräver övning, skicklighet, och en exakt grepp för att effektivt leverera läkemedel till hjärnan och undvika dränering till lungan och magen. Möss är fastspända för hand med en modifierad nackskinnet i den icke-dominanta handen med halsen hålls parallellt med golvet, medan läkemedlet avges med en pipett med den dominanta handen. Det tar vanligtvis 3-4 veckor acclimating hantering före mösskan hållas med detta grepp utan stress. Vi har förberett den här JUPITER videon att göra detta intranasal leverans teknik mer tillgänglig.
Protocol
Representative Results
Discussion
Denna metod visar hur möss kan ges regelbundna doser av intranasal läkemedel som riktar hjärnan utan användning av anestesi. Intranasal läkemedel kan levereras till stora grupper av möss för förlängda tidsperioder med minimal ansträngning. En enda grupp med upp till 20 möss kan intranasalt behandlas av en enda person på mindre än en timme. Ett stort utbud av molekyler, allt från små järnkelatterapier till tillväxtfaktorer till mesenkymala stamceller, har visat sig snabbt rikta CNS och har visat effekt i…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Författarna vill tacka HealthPartners Institutional Animal Care och användning kommittén vid Regionkommitténs sjukhuset.
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).
