Un método mejorado para la rápida intubación de la tráquea en ratones
Summary
En este artículo se presenta un método rápido y sencillo para la administración de bleomicina directamente en la tráquea ratón a través de la intubación. Las principales ventajas de este método son que es altamente reproducible, fácil de dominar, y no requiere equipo especializado ni largos tiempos de recuperación.
Abstract
Despite some anatomical and physiological differences, mouse models continue to be an essential tool for studying human lung disease. Bleomycin toxicity is a commonly used model to study both acute lung injury and fibrosis, and multiple methods have been developed for administering bleomycin (and other toxic agents) into the lungs. However, many of these approaches, such as transtracheal instillation, have inherent drawbacks, including the need for strong anesthetics and survival surgery. This paper reports a quick, reproducible method of intratracheal intubation that involves mild inhaled anesthesia, visualization of the trachea, and the use of a surrogate spirometer to confirm exposure. As a proof of concept, 8-12 week old C57BL/6 mice were administered either 2.0 U/kg of bleomycin or an equivalent volume of PBS, and both damage and fibrotic endpoints were measured post-exposure. This procedure allows researchers to treat a large cohort of mice in a relatively short period with little expense and minimal post-procedure care.
Introduction
A pesar de algunas diferencias anatómicas y fisiológicas, 1 modelos murinos continúan siendo de gran valor para el modelado de la biología humana y la patogénesis de la enfermedad. 2 Desde un punto de vista de la cría, los ratones son fáciles de manejar, tienen un tiempo de reproducción de baja, una esperanza de vida acelerada, y son relativamente baratos a casa. Con el desarrollo de diversas cepas genéticas y estrategias (por ejemplo., Knock-out condicionales, ratones reportero, enfoques de linaje de trazado, etc.), así como la amplia gama de reactivos disponibles (por ejemplo., Anticuerpos, proteínas recombinantes, inhibidores, etc.), los ratones se han convertido en un organismo modelo de vertebrados esencial para descubrir los procesos de homeostasis y enfermedades humanas. 3
Los ratones han sido especialmente valiosa para el estudio de enfermedades pulmonares, incluyendo lesión pulmonar aguda (ALI) y fibrosis pulmonar. 4 ALI en los seres humanos puede ser causado por trauma, lesión o sepsis y se caracteriza por epitelial yfuga endotelial (es decir., edema), la inflamación y la fibrosis incipiente. En muchos pacientes, ALI progresa a su forma severa, síndrome de dificultad respiratoria aguda (SDRA), que a menudo resulta en la fibrosis y la muerte por insuficiencia respiratoria. 5,6 La fibrosis pulmonar es una patología progresiva y fatal que se caracteriza por el exceso de deposición de la matriz extracelular , especialmente colágeno de tipo I, que lleva a la función pulmonar. 7,8 administración de bleomicina (BLM) es el modelo más ampliamente utilizado y mejor caracterizado para inducir ALI y fibrosis en animales de experimentación. 9 Aunque BLM inducida por la fibrosis pulmonar en roedores hace no recapitular completamente los fenotipos fibróticos humanos, 10 estudios con ratones con este modelo han llevado al descubrimiento de muchos factores importantes que influyen en la aparición y progresión de la enfermedad. 11
Aunque el mecanismo exacto (s) detrás de la fibrogénesis BLM inducida son desconocidos, la lesión iniciarse cree que surgen de la ruptura de cadenas de ADN dependientes del contacto en las células epiteliales que recubren las vías aéreas y los alvéolos, y, en particular, tipo 1 neumocitos. 12 La necesidad de un contacto directo entre la BLM y el epitelio pulmonar pone de relieve la importancia de una vía de administración robusta , y estas preocupaciones también son pertinentes para una amplia gama de tratamientos dirigidos a las vías respiratorias distales, incluyendo las proteínas recombinantes, anticuerpos, siRNA, virus, bacterias, partículas, y más. Aspiración orofaríngea (OPA) ha sido ampliamente utilizado para este fin 13, pero un importante una deficiencia de OPA es que alguna porción del agente suministrado puede ser tragado en el tracto gastrointestinal, lo que conduce a la imprecisión en la dosis administrada. Otro método ampliamente utilizado es la instilación transtraqueal, que implica la traqueostomía con anestesia fuerte como para exponer la tráquea y la instilación de un agente directamente en el tracto respiratorio. 14 Sin embargo, no sólo puede talesun procedimiento sea indeseable debido a su invasividad, pero también es mucho tiempo, requiere un poco de entrenamiento, y causa una lesión potente para el tracto respiratorio. 15,16 Varios protocolos se han desarrollado que implican la administración directa de los agentes en el tráquea sin la necesidad de intervención quirúrgica, 16,17,18,19,20 tiempos de recuperación pero estos métodos implican extendían causada por anestésicos potentes, el uso de equipo costoso (es decir., otoscopio / laringoscopio, tableros de procedimientos disponibles en el mercado, de fibra óptica cables, etc.), un exceso de manipulación en la cavidad oral, y la incertidumbre con respecto a la dosis.
Este documento describe un método relativamente fácil de administración a través de intubación que permite al investigador rápida, económica y fiable a infundir un reactivo en el pulmón murino con riesgo limitado de daño residual a los tejidos circundantes.
Protocol
Representative Results
Discussion
En los casos en que la aerosolización es poco práctico debido a la limitada disponibilidad de reactivos, la seguridad, o el coste, la administración directa de la tráquea es un método superior para la administración de agentes exógenos en los pulmones 16 transtraqueal instilación ha sido ampliamente utilizado para lograr esto.; Sin embargo, como con cualquier intervención quirúrgica, sino que también lleva consigo la posibilidad de complicaciones causadas por el procedimiento en sí, y no necesaria…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Los autores agradecen a Brian Johnson, de la Histología y Imaging Core de la Universidad de Washington en busca de ayuda con la tinción de tricrómico y análisis. Este trabajo fue apoyado por el NIH subvenciones y HL098067 HL089455.
Materials
| Bleomycin For Injection, 30 units/vial | APP Pharmaceuticals, LLC | 103720 | For best results, BLM should be suspended in PBS, aliquoted, and stored as single use lyophilzed aliquots |
| Blunt End Forceps | N/A | N/A | |
| Tongue Depressor (i.e. bent Valleylab Blade Electrode, 2.4") | Covidien | E1551G | Before use, create a 45 degree bend 1.5 cm from the blade tip. A suitable depressor can also be created from any metal implement of similar dimensions. |
| Exel Safelet Catheter 22G X 1" | Exel International | 26746 | |
| 1 mL Slip-tip Disposable Tuberculin Syringe (200/sp, 1600/ca) | BD | 309659 | |
| 0.2ml Pipettor and Filter Tips | N/A | N/A | |
| Fiber-Lite Illuminator. Model 181-1: Model 180 mated with Standard Dual Gooseneck illuminator | Dolan Jenner Industries, Inc. | 181-1 | Lower output LED illuminators are not recommended as they fail to suficiently illuminate the trachea. |
| Intubation Board | N/A | N/A | See Diagram 1. |
| Colored Label Tape: 0.5 in. Wide | Fisherbrand | 15-901-15A | |
| Oxygen | N/A | N/A | |
| Phosphate-Buffered Saline, 1X | Corning | 21-040-CV | Product should be sterile |
| Non-Sterile Silk Black Braided Suture Spool, 91.4 m, Size 4-0 | Harvard Apparatus | 517698 | |
| Table Top Anesthesia Machine Isoflurane | Highland Medical Equipment | N/A | http://www.highlandmedical.net/ |
| Slide Top Induction Mouse Isoflurane Chamber | MIP / Anesthesia Technologies | AS-01-0530-SM | |
| FORANE (isoflurane, USP) Liquid For Inhalation 100 mL | Baxter | 1001936040 | |
| Nanozoomer Digital Pathology system | Hamamatsu | ||
| IgM ELISA Quantification Kit | Bethyl Laboratories | E90-101 |
References
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