Intraveneuze injecties in pasgeboren muizen
Summary
Diermodellen van pediatrische ziekte vroeg begin en agressieve ziekteprogressie ervaren. Klinisch relevante afgifte van therapie aan jonge muismodellen kan zijn technisch moeilijk. Dit protocol beschrijft een niet-invasieve werkwijze voor intraveneuze injectie pasgeboren muizen binnen de eerste twee dagen postnatale leven.
Abstract
Intraveneuze injectie is een klinisch toepasbare wijze therapeutica leveren. Voor volwassen knaagdieren en grotere dieren, intraveneuze injecties zijn technisch haalbaar en routine. Echter, sommige muismodellen vroeg begin van de ziekte met een snelle progressie dat toediening van mogelijke therapieën bemoeilijkt hebben. De tijd (of gezicht) ader anterieure oordopje in muizen en duidelijk zichtbaar is voor de eerste twee dagen na de geboorte aan weerszijden van de kop met een dissectie microscoop. Tijdens dit venster kan de temporale ader worden geïnjecteerd met volumes tot 50 pl. De injectie is veilig en goed verdragen door zowel de pups en de dammen. Een typerende injectieprocedure voltooid binnen 1-2 min, waarna de pup terug naar hun kooi. Door de derde postnatale dag de ader is moeilijk te visualiseren en de injectie procedure wordt technisch onbetrouwbaar. Deze techniek is gebruikt voor aflevering van adeno-geassocieerd virus (AAV) vectors, waardoor nagenoeg de gehele body, stabiele expressie van transgenen kan voor de levensduur van het dier, afhankelijk van het virale serotype gekozen.
Introduction
Levering van therapieën voor het centrale zenuwstelsel (CNS) in muismodellen van pediatrische ziekte blijft een uitdaging. Muizen die model pasgeboren ziektetoestanden zijn ondermaats en ontwikkelingsgebied onvolwassen en daarom moeilijk direct te injecteren in relevante structuren in het CZS. Intravasculaire injectie van therapeutische middelen is een niet-invasieve, goed verdragen methode cellen, drugs of virale vectoren leveren aan het hele lichaam inclusief het CZS 1-5 en retina 3,5-9. Vorige publicaties beschrijven temporale gezicht ader injectie met behulp van een transilluminator 10,11, zonder een dissectie microscoop 11,12, of waarbij twee personen om te injecteren 10. De in dit protocol beschreven injectietechniek is voordelig omdat een enkel individu pups kunnen injecteren, en de lichtbron om te bekijken de temporale ader wordt niet aanraken van de pup, waardoor de noodzaak voor chirurgische tape of de bevestiging van een pup op vaste ondergrondzoals een transilluminator 11. Aflevering van adeno-geassocieerde virale vector serotype 9 (AAV9) bij muizen produceert robuuste expressie in neuronen en astrocyten gehele hersenen en ruggenmerg (figuur 1). Intravasculaire levering van virale vectoren in de oppervlakkige temporale gezicht ader is betrouwbaar die in verschillende studies in neonatale muizen om de pediatrische neuromusculaire aandoening Spinale musculaire atrofie (SMA) 2,4,13,14 behandelen en uiteindelijk meer de levensduur van de behandelde muizen.
Intravasculaire injectie van pasgeboren muizen ook effectief richt het perifere zenuwstelsel en perifere organen (figuur 2). Na injectie van AAV is transductie van dorsale wortel ganglia, lever, hart, skeletspier, long en myenterische plexus van de darm waargenomen 1,3,6,7,15. Wijdverspreide transductie van de CNS en periferie maakt deze methode van injectie ideaal voor ziekten waarbij wereldwijde uiting vaneen transgen, zoals de ziekte van Gaucher 16 en andere lysosomale stapelingsziekten 17,18, de ziekte van Batten en verwante neuronale ceroid lipofuscinosen, 19 en Bardet-Biedl syndroom, een genetische stoornis in met begin van symptomen Tijdens de vroege kindertijd 20. Intravasculaire injectie in neonatale muizen moeten worden beschouwd als een nieuwe werkwijze modelleren systeembrede kinderziekten. Deze techniek is vertaald grotere diermodellen 5,21 en intravasculaire injectie bestaat als klinisch aanvaardbare werkwijze voor het afgeven therapeutica.
Het huidige protocol beschrijft een eenvoudige, efficiënte methode van het leveren van agenten om neonatale muizen door de oppervlakkige temporale gezicht ader uiterlijk postnatale dag 2. Injectie kan worden ingevuld door een enkele, oefende individueel en wordt goed verdragen door zowel de pups en de dammen. Pups ervaren minimale nood en snel te herstellen. ImportanTLY, zal succesvolle injectie resulteren in wereldwijde levering van het middel toegediend. Dit protocol is geschikt voor afgifte van virale vectoren, farmaceutische middelen of cellen pasgeboren muizen.
Protocol
Representative Results
Discussion
Intravasculaire afgifte van middelen aan het CNS of het hele lichaam moeilijk in neonatale muizen modellen van ziekte. De beschreven protocol is een snelle, relatief niet-invasieve manier intraveneus oplossingen in neonatale muizen met minimale uitrusting vereisten beheren. Hoewel de temporele gezicht ader kan worden bekeken met het blote oog kunnen injecties grotere nauwkeurigheid hebben met het gebruik van de microscoop en vezeloptische lichtbron, met name voor een ongeoefende injector. Intravasculaire injectie in neo…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
De auteurs willen de NINDS, FightSMA en Families van SMA erkennen voor financiële steun. Segl wordt ondersteund door NINDS training subsidie # 5T32NS077984-02.
Materials
| Name of Material/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
| Thinpro Insulin Syringe | Terumo | SS30M3009 | 3/10cc, 3/8" needle, 30G, 1 per mouse |
| Evans Blue Dye | Sigma-Aldrich | E2129 | Dilute to 1% with 1X Phosphate Buffered Saline |
| Cotton Tipped Applicators | Fisher Scientific | 23-400-101 | |
| Fiber Optic Light Source | Fisher Scientific | 12-562-36 | |
| Dissecting Microscope |
Referências
- Foust, K. D., et al. Intravascular AAV9 preferentially targets neonatal neurons and adult astrocytes. Nature. 27, 59-65 (2009).
- Dominguez, E., et al. Intravenous scAAV9 delivery of a codon-optimized SMN1 sequence rescues SMA mice. Human molecular genetics. 20, 681-693 (2011).
- Rahim, A. A., et al. Intravenous administration of AAV2/9 to the fetal and neonatal mouse leads to differential targeting of CNS cell types and extensive transduction of the nervous system. FASEB journal : official publication of the Federation of American Societies for Experimental Biology. 25, 3505-3518 (2011).
- Foust, K. D., et al. Rescue of the spinal muscular atrophy phenotype in a mouse model by early postnatal delivery of SMN. Nat Biotechnol. 28, 271-274 (2010).
- Duque, S., et al. Intravenous administration of self-complementary AAV9 enables transgene delivery to adult motor neurons. Mol Ther. 17, 1187-1196 (2009).
- Bostick, B., Ghosh, A., Yue, Y., Long, C., Duan, D. Systemic AAV-9 transduction in mice is influenced by animal age but not by the route of administration. Gene Ther. 14, 1605-1609 (2007).
- Miyake, N., Miyake, K., Yamamoto, M., Hirai, Y., Shimada, T. Global gene transfer into the CNS across the BBB after neonatal systemic delivery of single-stranded AAV vectors. Brain research. 1389, 19-26 (2011).
- Porensky, P. N., et al. A single administration of morpholino antisense oligomer rescues spinal muscular atrophy in mouse. Human molecular genetics. 21, 1625-1638 (2012).
- Hua, Y., et al. Peripheral SMN restoration is essential for long-term rescue of a severe spinal muscular atrophy mouse model. Nature. 478, 123-126 (2011).
- Kienstra, K. A., Freysdottir, D., Gonzales, N. M., Hirschi, K. K. Murine neonatal intravascular injections: modeling newborn disease. Journal of the American Association for Laboratory Animal Science : JAALAS. 46, 50-54 (2007).
- Glascock, J. J., et al. Delivery of therapeutic agents through intracerebroventricular (ICV) and intravenous (IV) injection in mice. J. vis. Exp. (56), (2011).
- Sands, M. S., Barker, J. E. Percutaneous intravenous injection in neonatal mice. Laboratory animal science. 49, 328-330 (1999).
- Bevan, A. K., et al. Early heart failure in the SMNDelta7 model of spinal muscular atrophy and correction by postnatal scAAV9-SMN delivery. Human molecular genetics. 19, 3895-3905 (2010).
- Valori, C. F., et al. Systemic delivery of scAAV9 expressing SMN prolongs survival in a model of spinal muscular atrophy. Science translational medicine. 2, (2010).
- Foust, K. D., Poirier, A., Pacak, C. A., Mandel, R. J., Flotte, T. R. Neonatal intraperitoneal or intravenous injections of recombinant adeno-associated virus type 8 transduce dorsal root ganglia and lower motor neurons. Hum Gene Ther. 19, 61-70 (2008).
- Guggenbuhl, P., Grosbois, B., Chales, G. Gaucher disease. Joint, bone, spine : revue du rhumatisme. 75, 116-124 (2008).
- Daly, T. M., Vogler, C., Levy, B., Haskins, M. E., Sands, M. S. Neonatal gene transfer leads to widespread correction of pathology in a murine model of lysosomal storage disease. Proc Natl Acad Sci U S A. 96, 2296-2300 (1999).
- Daly, T. M., Ohlemiller, K. K., Roberts, M. S., Vogler, C. A., Sands, M. S. Prevention of systemic clinical disease in MPS VII mice following AAV-mediated neonatal gene transfer. Gene Ther. 8, 1291-1298 (2001).
- Wang, S. Juvenile neuronal ceroid lipofuscinoses. Advances in experimental medicine and biology. 724, 138-142 (2012).
- Forsythe, E., Beales, P. L. Bardet-Biedl syndrome. European journal of human genetics. 21, 8-13 (2013).
- Bevan, A. K., et al. Systemic gene delivery in large species for targeting spinal cord, brain, and peripheral tissues for pediatric disorders. Mol Ther. 19, 1971-1980 (2011).
- Yardeni, T., Eckhaus, M., Morris, H. D., Huizing, M., Hoogstraten-Miller, S. Retro-orbital injections in mice. Lab animal. 40, 155-160 (2011).
- Saunders, N. R., Joakim Ek, C., Dziegielewska, K. M. The neonatal blood-brain barrier is functionally effective, and immaturity does not explain differential targeting of AAV9. Nature biotechnology. 27, 804-805 (2009).
- Foust, K. D., et al. Therapeutic AAV9-mediated suppression of mutant SOD1 slows disease progression and extends survival in models of inherited ALS. Mol Ther. 21, 2148-2159 (2013).
