Burun beyin ilaç dağıtım değerlendirmek için inhalasyon anestezi altında burunici yönetim için yeni Yöntemler
Summary
Burada, deneysel hayvan için kararlı burunici Yönetimi’nin altında inhalasyon anestezi en az fiziksel stres ile iki roman yöntemleri açıklanmaktadır. Biz de beyin radiolabeled [14C] kullanarak burun beyin yolu üzerinden ilaç dağıtım seviyelerinde kantitatif değerlendirilmesi için bir yöntem tarif-suda çözünen oluştururlar, bir modeli substrat olarak inulin.
Abstract
Etkilerinin yönetim terapötik ajanlar, kan – beyin bariyerini circumvents burun beyin teslimi için olası bir yol olarak bildirilmiştir. Ancak, kantitatif analiz hem de en iyi yönetim koşulları ile ilgili olarak ve rejimleri araştırmalar burun beyin teslimat için dozaj kaç rapor edilmiştir. Kemirgenler kullanarak burun beyin yolu mekanizmaları üzerinde araştırma sınırlı sürüyor burun beyin vasıtalarının aday ilaçlar için tasarlama açısından önemli bir engeli temsil eder.
Bu konuda biraz ilerleme kazanmak için geliştirilen ve istikrarlı burunici yönetim inhalasyon anestezi altında iki yeni yöntem için deneysel hayvan değerlendirilir. Biz aynı zamanda radyo etiketli [14C] kullanarak burun beyin yolu üzerinden beyin ilaç dağıtım seviyelerinde değerlendirilmesi için bir yöntem tarif-inulin (Moleküler ağırlığı: 5.000) suda çözünen oluştururlar, bir modeli substrat olarak.
Başlangıçta, biz hayvanlara istikrarlı anestezi altında güvenilir yönetim gerçekleştirmek için bize etkin geçici olarak açılabilir maske kullanan bir pipet-tabanlı burunici Yönetim Protokolü geliştirilmiştir. Bu sistemle, [14C]-inulin beyne az deneysel hata ile teslim.
Daha sonra mucociliary izni (MC) etkilerini en aza indirmek için geliştirilmiştir yemek borusu yoluyla hava yolu taraftan ters cannulation gerektiren bir burunici Yönetim Protokolü geliştirdik. Bu teknik yol açtı [14C] anlamlı olarak daha yüksek düzeylere-inulin, kantitatif olfaktör ampul, cerebrum ve soğanı, pipet yöntemi daha tespit edildi. Bu saklama burun boşluğunda uyuşturucu çözümün önemli ölçüde MC bir yönün nazal kavite içine şırınga pompa kullanarak etkin yönetim tarafından artış olmuştur çünkü gibi görünüyor.
Sonuç olarak, bu çalışmada geliştirilen burunici yönetiminin iki yöntem farmakokinetik Rodents değerlendirmek için son derece yararlı teknikleri beklenebilir. Ters cannulation yöntemi, özellikle burun beyin teslim ilaç adaylarının tam potansiyelini değerlendirmek için yararlı olabilir.
Introduction
Peptidler, oligonucleotides ve antikorlar gibi biomedicines Şu anda hiçbir iyileştirici tedavi var ateşe dayanıklı merkezi sinir sistemi bozuklukları için yeni tedavi ajanı olarak potansiyel uygulama için kabul edilir. Ancak, çoğu biomedicines suda çözünen oluştururlar olduğundan, intravenöz veya sözlü yönetimi ile beyin içine kandan teslimat kan – beyin bariyerini (BBB) empedans nedeniyle son derece zor olur.
Son yıllarda, burunici yönetim BBB1,2,3,4,5önler terapötik ajanlar, burun beyin teslimi için olası bir yol olarak bildirilmiştir. Ancak, kantitatif analiz burun beyin yolu teslim6ile ilgili görece az sayıda rapor edilmiştir. Ayrıca, hemen hemen hiçbir rapor kurulan en uygun yönetim koşulları ve birimi gibi dozaj rejimleri edilmiştir kez, zaman dönemleri ve hız, burun beyin teslim araştırmalar için. Yukarıda belirtilen eksiklikleri için aşağıdaki nedenlerden atfedilen: etkilerinin Yönetim (i) bir en iyi yöntem fareler için kurulacak henüz ve (ii) etkilerinin yönetim pipetting tarafından genel olarak kullanılan, genellikle karakterize mucociliary izni (MC) nedeniyle hayvanlar arasında görülmemelidir varyasyon tarafından böylece sık sık belirli bir ilacın gerçek burun beyin teslim potansiyel underestimations için önde gelen.
İnhalasyon anestezi isoflurane kullanarak (başlatma: %4, bakım: % 2) ile bir inhalasyon kemirgen için maske azaltılması amacı ile yaygın kullanımı kazanmıştır veya cerrahi ile ilişkili ağrı ortadan kaldırarak gerçekleştirilen deneysel hayvanlar üzerinde. Maskelerinin kullanımı nispeten basit tipik ilaç idaresi deneysel hayvan subkutan, mayi ve intravenöz yolları üzerinden inhalasyon anestezi altında gerçekleştirmek yapar. Ancak, burunici yönetimi söz konusu olduğunda, maskeyi geçici olarak ilaç idaresi için hayvanlardan kaldırılması gerekir. Bakım altında %2 ile isoflurane, hayvanlar genellikle uyandırmak hızla inhalasyon anestezi. Yönetim birim doz başına büyük olduğunda, bu yemek borusu içine burun boşluğundan akmaya uyuşturucu çözüm neden olabilir ve bu nedenle tek bir büyük doz küçük burunici yönetim için birden çok daha küçük dozlarda içine bozuk aşağı gerekebilir hayvanlar. Yinelenen yönetim için maske kaldırma ve sürekli burun boşluğuna teslimat için yeterli süre burunici yönetim gerektirir olduğu fareler anesteziden yönetim işlemi sırasında uyandırmak yüksek bir olasılık. Bu çok zor burunici Yönetimi’nin altında istikrarlı bir anestezik durumu gerçekleştirmek yapar ve muhtemelen burun beyin teslimat kemirgenler arasında gözlenen görülmemelidir değişimine katkıda bulunur.
Bu çalışmada, bu nedenle en az fiziksel stres deneysel hayvanlar üzerinde empoze iki roman yöntemi, istikrarlı burunici Yönetimi’nin altında inhalasyon anestezi, geliştirdi. Birinci yontem için biz burunici yönetimi inhalasyon anestezi sırasında sağlayan geçici olarak açılabilir maske kullanılır. Maskeyi açılabilir parçası yönetim zamanlama uyarınca bir pipet kullanarak kararlı burunici yönetimini kolaylaştırmak için kullanılan bir silikon tak içermektedir. İkinci yöntem için bir kanül cerrahi burun boşluğuna yemek borusu geçmek eklenmiş ve böylece ilaç çözüm doğrudan ve güvenli bir biçimde istikrarlı inhalasyon altında nazal kavite içine teslim bir şırınga pompa sonra buna bağlıydı anestezi. Önemli ölçüde MC etkilerini en aza indirerek, uyuşturucu retentively burun boşluğunda geliştirilmiş olacaktır çünkü bu yöntem uyuşturucu teslim burun beyin rota üzerinden beyin içine geliştirebilirsiniz. Buna ek olarak, uyuşturucu dağıtım düzeyleri (% enjekte doz/g beyin için) radyo etiketli [14C] kullanarak beyin kantitatif değerlendirilmesi için bir yöntemi açıklamak-inulin [molekül ağırlığı (MW): 5.000], suda çözünen bir modeli substrat olarak oluştururlar.
Protocol
Representative Results
Discussion
İlaçlar burun beyin teslimini bu yolu BBB atlar bir doğrudan ulaşım yol gösterdiği için merkezi sinir sistemi bozuklukları üzerinde belirgin bir etkisi olması bekleniyor. Üç farklı burun beyin yolları tarihi8‘ e rapor edilmiştir. İlk Olfaktör mukoza burun mukozasında üzerinden ön için Olfaktör sinir geçer Olfaktör sinir yoludur. Ikinci solunum mukoza burun mukozasında üzerinden arka beyin, beyin sapı ile trigeminal sinir geçirir trigeminal sinir yoludur. Üçüncü Bey…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu çalışmada kısmen özel üniversite araştırma marka projeden MEXT tarafından desteklenen; bir Grant-in-Aid bilim (JSP’ler); tanıtımı için Japonya toplumdan bilimsel Research (C) (17 K 08249 [için T.K. ve TS]) için bir hibe için [için T.K.] [için T.S.] Biyokimya ilerleme ve Takeda Bilim Vakfı için Hamaguchi temelden kooperatif araştırma. Biz Bay Yuya Nito ve Bayan Akiko Asami deneyler onların değerli teknik yardım için teşekkür ederiz.
Materials
| ddY mouse | Japan SLC, Inc. | Male, 4-6 weeks, 20-30 g | |
| Isoflurane | Pfizer | v002139 | |
| Isoflurane setup | SHINANO manufacturing CO. LTD. | SN-487-OTAir, SN-489-4 | |
| Isoflurane mask | SHINANO manufacturing CO. LTD. | For small rodents | |
| Isoflurane mask (Opneable type) | SHINANO manufacturing CO. LTD. | Special orders | |
| Anesthesia Box | SHINANO manufacturing CO. LTD. | SN-487-85-02 | |
| Animal experiments scissors-1 | NATSUME SEISAKUSHO CO., LTD. | B-27H | |
| Animal experiments scissors-2 | NATSUME SEISAKUSHO CO., LTD. | B-13H | |
| Tweezers-1 | FINE SCIENCE TOOLS Inc. | 11272-30 | Dumont #7 Dumoxel |
| Tweezers-2 | NATSUME SEISAKUSHO CO., LTD. | A-12-1 | |
| Cannula tube (PE-50) | Becton, Dickinson and Company. | 5069773 | I.D.: 0.58 mm, O.D.: 0.965 mm |
| Cannula tube (SP-10) | NATSUME SEISAKUSHO CO., LTD. | KN-392 | I.D.: 0.28 mm, O.D.: 0.61 mm |
| Shaver | MARUKAN, LTD. | DC-381 | |
| Stereoscopic microscope | Olympus Corporation | SZ61 | |
| Needle 27G 1/2 in 13 mm | TERUMO CORPORATION | NN-2738R | |
| 1 mL syringe | TERUMO CORPORATION | SS-01T | |
| Syringe pump | Neuro science | NE-1000 | |
| Cellulose membrane | Toyo Roshi Kaisya, Ltd. | 00011090 | |
| Micro spatula | Shimizu Akira Inc. | 91-0088 | |
| Micropipette (0.5-10 uL) | Eppendorf AG | Z368083 | |
| Pipette chip | Eppendorf AG | 0030 000.811 | |
| Tape | TimeMed Labeling System, Inc. | T-534-R | For fixing mouse |
| [14C]-Inulin | American Radiolabeled Chemicals Inc. | ARC0124A | 0.1 mCi/mL |
| EtOH | Wako Pure Chemical Industries, Ltd. | 054-00461 | |
| Liquid scintillation counter | Perkin Elmer Life and Analytical Sciences, Inc | Tri-Carb 4810TR |
Referências
- Sakane, T., Yamashita, S., Yata, N., Sezaki, H. Transnasal delivery of 5-fluorouracil to the brain in the rat. Journal of Drug Targeting. 7 (3), 233-240 (1999).
- Illum, L. Transport of drugs from the nasal cavity to the central nervous system. European Journal of Pharmaceutical Science. 11 (1), 1-18 (2000).
- Hanson, L. R., Frey, W. H. Intranasal delivery bypasses the blood-brain barrier to target therapeutic agents to the central nervous system and treat neurodegenerative disease. BMC Neuroscience. 9 (Suppl 3), S5 (2008).
- Chapman, C. D., et al. Intranasal treatment of central nervous system dysfunction in humans. Pharmaceutical Research. 30 (10), 2475-2484 (2012).
- Kanazawa, T. Development of non-invasive drug delivery system to the brain for brain diseases therapy. Yakugaku-Zasshi. 138 (4), 443-450 (2018).
- Kozlovskaya, L., Abou-Kaoud, M., Stepensky, D. Quantitative analysis of drug delivery to the brain via nasal route. Journal of Controlled Release. 189, 133-140 (2014).
- Hirai, S., Yashiki, T., Matsuzawa, T., Mima, H. Absorption of drugs from the nasal mucosa of rat. International Journal of Pharmaceutics. 7 (4), 317-325 (1981).
- Lochhead, J. J., Thorne, R. G. Intranasal delivery of biologics to the central nervous system. Advances in Drug Delivery Reviews. 64 (7), 614-628 (2011).
- Lalatsa, A., Schatzlein, A. G., Stepensky, D. Strategies to deliver peptide drugs to the brain. Molecular Pharmaceutics. 11 (4), 1081-1093 (2014).
- Kanazawa, T. Brain delivery of small interfering ribonucleic acid and drugs through intranasal administration with nano-sized polymer micelles. Medical Devices. 8, 57-64 (2015).
- Kanazawa, T., et al. Enhancement of nose-to-brain delivery of hydrophilic macromolecules with stearate- or polyethylene glycol-modified arginine-rich peptide. International Journal of Pharmacology. 530 (1-2), 195-200 (2017).
- Kamei, N., et al. Effect of an enhanced nose-to-brain delivery of insulin on mild and progressive memory loss in the senescence-accelerated mouse. Molecular Pharmaceutics. 14 (3), 916-927 (2017).
- Suzuki, T., Oshimi, M., Tomono, K., Hanano, M., Watanabe, J. Investigation of transport mechanism of pentazocine across the blood-brain barrier using the in situ rat brain perfusion technique. Journal of Pharmaceutical Science. 91 (11), 2346-2353 (2002).
