Summary

Intranasale Verabreichung von CNS Therapeutics Awake Mäuse

Published: April 08, 2013
doi:

Summary

Verfahren zur Verabreichung von Arzneien intranasal zu erwachen Mäusen zum Zwecke der Ausrichtung des Gehirns beschrieben. Diese Methode ermöglicht wiederholten Gabe über einen längeren Zeitraum mit intranasale Verabreichung von Medikamenten ohne Narkose und Nase-zu-Hirn-Lieferung mit minimalen systemischen Exposition.

Abstract

Intranasale Verabreichung ist ein Verfahren zur Abgabe von therapeutischen Agenzien an das zentrale Nervensystem (ZNS). Es ist nicht-invasiv und erlaubt große Moleküle, die nicht über die Blut-Hirn-Schranke den Zugang zu den ZNS. Medikamente werden direkt an das ZNS mit intranasale Abgabe gezielte Verringerung der systemischen Exposition und somit unerwünschten systemischen Nebenwirkungen ein. Lieferung aus der Nase an das ZNS tritt innerhalb weniger Minuten sowohl entlang der olfaktorischen und trigeminalen Nervenbahnen über eine extrazelluläre Route und erfordert keine Drogen zu jeder Rezeptor oder axonalen Transport 2 binden. Intranasale Verabreichung ist ein weithin publizierten Methode und wird derzeit in klinischen Studien am Menschen 3 verwendet.

Intranasale Verabreichung von Medikamenten im Tiermodell ermöglicht Erstbewertung der pharmakokinetischen Verteilung und Wirksamkeit. Mit Mäusen, ist es möglich, Medikamente zu erwachen (nicht narkotisierten) Tieren verabreichen regelmäßig unter Verwendung eines speciasiert intranasale Griff. Awake Lieferung ist vorteilhaft, weil es für die langfristige chronische Dosierung ohne Betäubung erlaubt, es weniger Zeit in Anspruch nimmt als bei Anästhesie und kann gelernt und von vielen Menschen durchgeführt werden, so dass die Teams von Technikern dosieren kann eine große Anzahl von Mäusen in kurzen Zeiträumen. Wirksamkeit von Therapeutika intranasal in dieser Weise an Mäuse verabreicht wurde in einer Reihe von Studien einschließlich Insulin bei Diabetes-Mausmodellen 4-6 und Deferoxamin bei Alzheimer-Maus-Modellen nachgewiesen. 7,8

Die intranasale Grip für Mäuse kann gelernt werden, aber ist nicht einfach und erfordert Übung, Geschick und eine präzise Griff effektiv zu liefern Drogen auf das Gehirn und vermeiden Drainage in die Lunge und Magen. Mäuse werden von Hand mit einem modifizierten scruff im nicht-dominanten Hand mit dem Hals gehalten parallel zum Boden, während Arzneimittel mit einem Pipettor mit der dominanten Hand geliefert wird zurückgehalten. Es dauert in der Regel 3-4 Wochen akklimatisieren, um Handhabung vor Mäusenkann mit diesem Griff ohne Stress-Reaktion statt. Wir haben dieses JoVE Video vorbereitet, um diese intranasale Verabreichung Technik mehr zugänglich.

Protocol

Ein. Gewöhnung an die Handhabung für intranasaler Gabe zu Awake Mäuse Einführung Mäuse müssen, um die Handhabung während eines Zeitraums von zwei vier Wochen vor dem Beginn der intranasaler Gabe akklimatisiert werden. Gewöhnung an die Behandlung ist wichtig, da es hilft eine korrekte Körperhaltung für maximale Wirksamkeit wach intranasale Drug Delivery. Zusätzlich können Mäuse, die nicht ordnungsgemäß zu diesem Prozess gewöhnt haben eine schwere Angstz…

Representative Results

Es gibt mehrere Möglichkeiten, um die Wirksamkeit der Arzneimittelzuführung zu bestimmen. Die erste ist, intranasal verwalten ein Farbstoff wie Tusche oder Methylenblau und um den Farbstoff zu visualisieren nach Euthanasie des Tieres innerhalb des olfaktorischen Epithel und nachdem das Gehirn entnommen wird, die Eingabe der ZNS durch die Siebplatte. Die zweite ist, um das Medikament entweder durch Verwendung einer radioaktiv markierten Tag oder mittels ELISA Nachweis des unmarkierten Molekül geliefert messen. Ein gut…

Discussion

Dieses Verfahren zeigt, wie Mäusen Dosen von regelmäßigen intranasale Arzneimittel, das Gehirn, ohne den Einsatz von Anästhesie gezielt gegeben werden kann. Intranasale Arzneimittel können zu großen Gruppen von Mäusen über längere Zeit mit minimalem Aufwand verschickt werden. Eine einzelne Gruppe von bis zu 20 Mäuse intranasal von einer einzigen Person in weniger als einer Stunde behandelt werden. Eine Vielzahl von Molekülen, die von kleinen Eisenchelatoren Wachstumsfaktoren mesenchymale Stammzellen, haben na…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Die Autoren möchten die HealthPartners Institutional Animal Care danken und Verwenden Ausschuss Regionen 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

  1. 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).
  2. 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).
  3. Benedict, C., et al. Intranasal insulin as a therapeutic option in the treatment of cognitive impairments. Exp. Gerontol. 46, 112-115 (2011).
  4. 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).
  5. Francis, G., et al. Intranasal insulin ameliorates experimental diabetic neuropathy. Diabetes. 58, 934-945 (2009).
  6. 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).
  7. 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).
  8. 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).
  9. 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).
  10. Lochhead, J. J., Thorne, R. G. Intranasal delivery of biologics to the central nervous system. Adv. Drug Deliv. Rev. 64 (11), 614-628 (2012).
  11. 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).
  12. 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).
  13. 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).
  14. 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).
check_url/kr/4440?article_type=t

Play Video

Cite This Article
Hanson, L. R., Fine, J. M., Svitak, A. L., Faltesek, K. A. Intranasal Administration of CNS Therapeutics to Awake Mice. J. Vis. Exp. (74), e4440, doi:10.3791/4440 (2013).

View Video