Intranasale toediening van CNS Therapeutics naar Awake Muizen
Summary
Werkwijze voor intranasaal toedienen drugs wakker muizen voor de targeting van de hersenen beschreven. Deze methode zorgt voor een herhaalde dosering gedurende een lange periode met behulp van intranasale toediening van het geneesmiddel zonder verdoving, en de neus-tot-brein levering met minimale systemische blootstelling.
Abstract
Intranasale toediening is een methode afgeven van therapeutische middelen aan het centrale zenuwstelsel (CNS). Het is niet-invasief en kunnen grote moleculen die niet de bloed-hersenbarrière toegang tot het CNS. Drugs zijn direct gericht op het centrale zenuwstelsel met intranasale toediening, het verminderen van de systemische blootstelling en dus ongewenste systemische bijwerkingen 1. Levering van de neus tot het CNS wordt binnen enkele minuten langs zowel de geur en trigeminale zenuwbanen via een extracellulair route en vereist geen drug te binden aan een receptor of axonale transport 2. Intranasale toediening is een ruime bekendheid methode en wordt momenteel gebruikt in klinische proeven op mensen 3.
Intranasale toediening van geneesmiddelen in diermodellen maakt eerste evaluatie van farmacokinetische verdeling en werkzaamheid. Met muizen, is het mogelijk om medicijnen toe te wekken (niet geanesthetiseerde) dieren regelmatig met een speciaseerde intranasale grip. Awake levering voordelig is omdat het mogelijk maakt voor de lange termijn chronische toediening zonder verdoving, het minder tijd kost dan bij anesthesie, en kan worden geleerd en gedaan door veel mensen, zodat teams van technici kan de dosis van grote aantallen muizen in korte tijd. Werkzaamheid van therapeutische intranasaal toegediend op deze wijze muizen is aangetoond in een aantal studies waaronder insuline in diabetische muismodellen 4-6 en deferoxamine in muizen Alzheimer's models. 7,8
De intranasale grip voor muizen kan worden geleerd, maar is niet eenvoudig en vereist oefening, vaardigheid, en een precieze grip om effectief medicijn te leveren aan de hersenen en voorkomen drainage naar de longen en de maag. Muizen worden beïnvloed door de hand met behulp van een gemodificeerde nekvel in de niet-dominante hand met de nek die evenwijdig aan de vloer, terwijl geneesmiddel wordt geleverd met een pipet met behulp van de dominante hand. Het duurt meestal 3-4 weken van acclimatiseren voor het hanteren van vóór muizenkan worden gehouden met deze grip zonder stress respons. We hebben dit Jove video om deze intranasale toediening techniek meer toegankelijk.
Protocol
Representative Results
Discussion
Deze methode toont hoe muizen vaste dosis intranasale geneesmiddel aan de hersenen richten zonder de toepassing van anesthesie worden gegeven. Intranasale geneesmiddel worden geleverd aan grote groepen muizen gedurende langere tijd met een minimale inspanning. Een groep van 20 muizen intranasaal worden behandeld door een persoon in minder dan een uur. Een breed scala van moleculen, van kleine ijzerchelatoren aan groeifactoren mesenchymale stamcellen zijn aangetoond snel richten op de CNS en zijn werkzaamheid getoond bij…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
De auteurs willen graag de HealthPartners Institutionele Animal Care bedanken en Comite Gebruik bij Regio's 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).
