Rotte modell av blod-hjerne barrieren avbrudd i Tillat Målrettet nevrovaskulære Therapeutics

Summary

Blod-hjerne barrieren avbrudd hjelpemidler levering av visse medisiner til hjernen. Mannitol levert intra-arterially krymper celler rundt blodårene for å fysisk forstyrre barriere.

Abstract

Endotelceller med tett veikryss sammen med basalmembran og astrocyte end føtter surround cerebrale blodkar for å danne blod-hjerne barrieren ^1. Barrieren ekskluderer selektivt molekyler fra krysset mellom blodet og hjernen basert på deres størrelse og kostnad. Denne funksjonen kan hindre levering av terapi for nevrologiske lidelser. En rekke kjemoterapeutiske medikamenter, for eksempel, ikke vil effektivt krysse blod-hjerne-barrieren for å nå tumorceller ^2. Således, forbedre levering av legemidler over blod-hjerne-barrieren er et område av interesse.

De mest utbredte metoder for å øke tilførsel av medisiner til hjernen er direkte cerebral infusjon og blod-hjerne barrieren avbrudd ^3. Direct intracerebrale infusjonstider garanterer at terapier nå hjernen, men har denne metoden en begrenset evne til å dispergere medikamentet ^4. Blod-hjerne barrieren avbrudd (BBBD) allows narkotika for å strømme direkte fra sirkulasjonssystemet inn i hjernen og dermed mer effektivt nå dispergerte tumorceller. Tre metoder for barriere avbrudd omfatter osmotisk barriere avbrudd, farmakologisk barriere avbrudd, og fokusert ultralyd med mikrobobler. Osmotisk avbrudd, utviklet av Neuwelt, bruker en hyperton løsning av 25% mannitol som dehydrates cellene i blod-hjerne barrieren forårsaker dem til å krympe og forstyrre deres trange veikryss. Barriere avbrudd kan også oppnås farmakologisk med vasoaktive forbindelser som histamin ⁵ og bradykinin ^6. Denne metoden er imidlertid selektiv primært for hjerne-tumor barrieren ^7. I tillegg ble RMP-7, en analog av peptid bradykinin, funnet å være dårligere sammenlignet head-to-head med osmotisk BBBD med 25% mannitol ^8. En annen metode, fokusert ultralyd (FUS) i forbindelse med mikrobobleutskillere ultralyd kontrastmidler, er også blitt vistå reversibelt åpne blod-hjerne barrieren ^9. I forhold til FUS, men har 25% mannitol en lengre historie av sikkerhet hos mennesker som gjør det til et velprøvd verktøy for translasjonell forskning ^10-12.

For å oppnå BBBD må mannitol leveres med en høy hastighet direkte inn i hjernens arterielle sirkulasjon. Hos mennesker er en endovaskulær kateter føres til hjernen hvor rask, direkte flyt kan oppnås. Denne protokollen modeller menneskelig BBBD så tett som mulig. Etter en cut-ned til bifurkasjonen av den felles halsarterie, er et kateter inn retrograd inn ECA og brukes til å levere mannitol direkte inn i den indre halsarterie (ICA) sirkulasjon. Propofol og N ₂ O anestesi blir brukt for deres evne til å maksimere effektiviteten av barrieren avbrudd ^13. Hvis utført på riktig måte, har denne prosedyren evnen til sikkert, effektivt, og reversibelt åpne blod-hjerne barrieren og improve levering av legemidler som vanligvis ikke når hjernen ^8,13,14.

Protocol

1. Forbered Animal og utstyr for Prosedyre Før du begynner kirurgi, forberede kirurgiske området og dyr. Gjør carotid kateteret ved å stikke en 23-gauge stump nål i en ende av 12 "av PE50 slange. Skjær en ca 45 ° skråkant i den motsatte enden av katetret. Steriliser utstyret før prosedyren. Wear et hår panser, kirurgiske maske , og sterile hansker. Plasser en varmepute på overflaten der operasjonen blir utført. Aktivere den og la den varmes. Dekke området med et absorberende benk p…

Representative Results

Figur 1. Visualisering blodhjernebarrieren avbrudd via Evans blått fargestoff ekstravasasjon. Evans blå fargestoff er et pigment som binder til albumin og er ikke ekstravasert inn i hjernen under fysiologiske betingelser. Forstyrrelse av blod-hjerne-barrieren på én side av hjernen tillater Evans blå for å angi og flekken forstyrret halvkule blå mens den ikke-forstyrret halvkule forblir uen…

Discussion

Det er noen få middel for å maksimere effekten av BBBD. Det er viktig å minimere blødning under cut-down fasen. Blodtrykk og hjertefrekvens kan påvirkes av betydelig blødning og disse faktorer er kjent for å påvirke graden av BBBD ^13. Blødning kan reduseres ved å bruke suturer å ligere store skip, for eksempel overlegen skjoldbruskkjertelen og occipitale arterier, som må deles. Tillegg kan elektrokirurgi brukes til å dele fartøyer og dissekere områder som har en rik blodtilførsel. Det er også…

Materials

Material Name	Company	Catalogue number	Comment
Long Evans rat	Harlan Laboratories		210-250 g, male
PE 50 Tubing	Beckton-Dickinson
18 gauge x 2.5″ IV catheter	Terumo		For ET tube
30″ IV extension sets	Abbott
26 gauge veterinary IV catheter	Monoject
Evans blue dye	Sigma	E2129
Bipolar	Codman
Filter, 5 μm	Braun