Summary

In Vivo SiRNA transfecção e Gene Knockdown em Spinal Cord via rápida não invasiva lombar intratecal Injeções em Ratos

Published: March 22, 2014
doi:

Summary

Este relatório descreve uma técnica simples e rápida de punção intratecal para a transfecção localizada de siRNA na medula espinhal lombar em rato sob anestesia luz de curta duração.

Abstract

Este relatório descreve um guia passo-a-passo para a técnica de injeção intratecal de agulhas agudas de forma não invasiva, ou seja, independente da implantação do cateter. A limitação técnica desta técnica cirúrgica encontra-se na delicadeza das mãos. A injeção é rápida, especialmente para um experimentador treinado, e desde rompimento do tecido com esta técnica é mínima, injeções repetidas são possíveis, além disso reação imune a ferramentas externas (. Eg cateter) não ocorre, dando assim uma melhor e mais específico LER de modulação da medula espinal. Uma vez que a aplicação da substância é essencialmente limitada à região alvo da medula espinal, as drogas não precisa de ser aplicado em grandes dosagens, e mais importante, os efeitos indesejados sobre outros tecidos, tal como observado com uma administração sistémica, pode ser contornado 1, 2. Além disso, combinar esta técnica com a transfecção in vivo de ácido nucleico, com a ajuda de polyethylenimine (PEI) de reagente 3, o qual proporciona uma enorme versatilidade para o estudo de funções da coluna vertebral através da administração de agentes farmacológicos, bem como do gene, RNA, e de moduladores de proteínas.

Introduction

A medula espinhal é um centro muito importante em uma variedade de processos biológicos fundamentais e as funções fisiológicas, incluindo o processamento e transmissão de dolorosas (nociceptivos) entradas 4-7. Foram desenvolvidas várias técnicas experimentais para facilitar a modulação farmacológica da medula espinal, tais como implantação crónica de cateteres intratecais 8, espinal medula microinjecção, e injecção intratecal de agulha 9. Cada técnica tem as suas próprias vantagens e desvantagens, e dependendo do paradigma experimental uma técnica podem ser mais adequados do que os outros. Considerando a implantação crônica de cateteres intratecal é facilmente viável em ratos, este método é muito difícil no mouse, dado as restrições de tamanho. A taxa de sucesso é muito baixo e os défices motores frequentemente ocorrer devido à presença de um volumoso cateter no espaço subdural severamente confinado no rato. Além disso, a entrega a longo prazo de drogas é processado devido a coagulação freqüentede cronicamente implantados cateteres. Finalmente, as reações imunológicas são comuns.

Estes problemas podem ser contornados utilizando o método de injecção intratecal aguda por meio de uma agulha, na ausência de um cateter preimplanted, o que permite uma aplicação rápida e anatomicamente limitado de medicamentos e reagentes para as medulas espinhais em ratinhos. Este método mantém totalmente os benefícios da entrega intratecal sobre outras vias de administração sistémica (por exemplo, oral, intravenosa, intraperitoneal, etc), tais como especificidade de modulação espinal, que permite doses reduzidas e limite de efeitos secundários, bem como a capacidade de fornecer substâncias não fazer normalmente não atravessam a barreira hematoencefálica, uma vez durante a injecção intratecal, a agulha é inserida entre a dura-máter e da medula espinhal. Importante, no entanto, em comparação com outros métodos de administração intratecal, o método de injecção intratecal agulha é o menos invasivos, permitindo numerosas aplicações namesmo animal, sem causar qualquer dano ao tecido considerável ou evocando reação imunológica devido à implantação de material estranho. No entanto, requer habilidades técnicas para uma segmentação muito preciso da agulha para permitir a eficácia.

Aqui, nós demonstrar visualmente o método para alcançar uma taxa ótima de sucesso para visando especificamente a medula espinhal lombar. O local de injecção que é escolhida nesta experiência é o sulco entre L5 e L6 coluna vertebrado, perto de onde a medula espinal termina, para minimizar a possibilidade de danificar a coluna. Além disso, demonstramos o uso desta técnica para derrubar genes na medula espinhal usando siRNAs.

Protocol

Todos os procedimentos de uso de animais estavam de acordo com as diretrizes éticas estabelecidas pelo órgão local (Regierungspräsidium Karlsruhe, Karlsruhe, Alemanha). 1. Preparação de siRNA / PEI Complexo A solução complexa siRNA / PEI é preparada com as instruções do fabricante da seguinte forma: Solução A: Dilui-se a quantidade desejada de siRNA com água estéril (se necessário) até um quarto do volume final e diluir este ainda c…

Representative Results

A fim de ilustrar uma injecção bem sucedida, foi realizada utilizando a técnica rápida de corante verde FCF em adultos ratinhos C57Bl6 (8-10 semanas de idade). O animal foi deixado a recuperar durante alguns minutos após a injecção, para dar tempo suficiente para que o corante de espalhar e em seguida sacrificados com uma dose excessiva de CO2. Subsequentemente, a coluna foi dissecado vertebrado e a medula espinhal foi exposta. O puncta azul correspondente ao corante difusa, marcado no local da injecç…

Discussion

Assim, a técnica de injecções intratecais agulhas acima descrito é eficaz, rápida, especificamente localizada, e não destrutivos. Tecnicamente, o aspecto mais importante deste processo é o ponto de inserção da agulha para dentro da ranhura. É fundamental que este procedimento é feito com as mãos e paciência muito calmas. Como muitos procedimentos cirúrgicos, a formação melhora a taxa de injecção com sucesso. Isso também é importante porque durante um experimento real, esta técnica não fornece um in…

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Materials

in vivo-jetPEI Polyplus 201-10G
WAVE1 siRNA Santa Cruz sc-36832
Control siRNA-A Santa Cruz sc-37007
Anti-ß-Tubulin III antibody Sigma T2200
Anti-WAVE1 antibody R&D Systems AF5514
Fast green dye Sigma F-7252
Isoflurane Baxter
Isoflurane setup Dräger Lübeck
Shaver Wella
Hamilton syringe Gastight 1702 Hamilton
30G 1/2, 0,3 * 13mm Needle BD Microlance 304000
Microscope Leica MS5 Leica
WAVE1 forward primer for qRT-PCR Sigma cacagagcctcaggacagg
WAVE1 reversed primer for qRT-PCR Sigma cttttcaccaacggcatctt
FastStart Essential DNA Green Master Roche 6402712001

Referências

  1. Hylden, J. L., Wilcox, G. L. Intrathecal morphine in mice: a new technique. Eur. J. Pharmacol. 67, 313-316 (1980).
  2. Stokes, J. A., Corr, M., Yaksh, T. L. Transient tactile allodynia following intrathecal puncture in mouse: contributions of Toll-like receptor signaling. Neurosci. Lett. 504, 215-218 (2011).
  3. Goula, D., et al. Polyethylenimine-based intravenous delivery of transgenes to mouse lung. Gene Ther. , 1291-1295 (1998).
  4. Fairbanks, C. A. Spinal delivery of analgesics in experimental models of pain and analgesia. Adv. Drug. Deliv. Rev. 55, 1007-1041 (2003).
  5. Hohmann, A. G., Tsou, K., Walker, J. M. Cannabinoid modulation of wide dynamic range neurons in the lumbar dorsal horn of the rat by spinally administered WIN55,212-2. Neurosci. Lett. 257, 119-122 (1998).
  6. Song, Z. H., Takemori, A. E. Involvement of spinal kappa opioid receptors in the antinociception produced by intrathecally administered corticotropin-releasing factor in mice. J. Pharmacol. Exp. Ther. 254, 363-368 (1990).
  7. Trang, T., Sutak, M., Jhamandas, K. Involvement of cannabinoid (CB1)-receptors in the development and maintenance of opioid tolerance. Neurociência. , 1275-1288 (2007).
  8. Yaksh, T. L., Rudy, T. A. Chronic catheterization of the spinal subarachnoid space. Physiol. Behav. 17, 1031-1036 (1976).
  9. Tappe, A., et al. Synaptic scaffolding protein Homer1a protects against chronic inflammatory pain. Nat. Med. , 677-681 (2006).
  10. Bourinet, E., et al. Silencing of the Cav3.2 T-type calcium channel gene in sensory neurons demonstrates its major role in nociception. EMBO J. 24, 315-324 (2005).
  11. Wang, X., et al. Gene transfer to dorsal root ganglia by intrathecal injection: effects on regeneration of peripheral nerves. Mol. Ther. 12, 314-320 (2005).
  12. Wigdor, S., Wilcox, G. L. Central and systemic morphine-induced antinociception in mice: contribution of descending serotonergic and noradrenergic pathways. J. Pharmacol. Exp. Ther. 242, 90-95 (1987).
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Citar este artigo
Njoo, C., Heinl, C., Kuner, R. In Vivo SiRNA Transfection and Gene Knockdown in Spinal Cord via Rapid Noninvasive Lumbar Intrathecal Injections in Mice. J. Vis. Exp. (85), e51229, doi:10.3791/51229 (2014).

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