Un modelo de derrame Pleural en ratas por la instilación intratraqueal de poliacrilato/Nanosílice
Summary
Aquí, presentamos un protocolo para la construcción de un modelo de derrame pleural en ratas por la instilación intratraqueal de poliacrilato/Nanosílice.
Abstract
Derrame pleural es un hallazgo clínico frecuente de muchas enfermedades pulmonares. Tener un modelo útil animal derrame pleural es muy importante para el estudio de estas enfermedades pulmonares. Modelos anteriores de la efusión pleural pagaron más atención a los factores biológicos en lugar de nanopartículas en el medio ambiente. Aquí, presentamos un modelo para que la efusión pleural en ratas por la instilación intratraqueal de poliacrilato/Nanosílice y un método de aislamiento de nanopartículas en la efusión pleural. Mediante instilación intratraqueal de poliacrilato/Nanosílice con concentraciones de 3.125, 6.25 y 12.5 mg/kg∙mL, la efusión pleural en ratas presentada el día 3, alcanzó su punto máximo a los 7-10 días en 6,25 y 12,5 mg/kg∙mL grupos, luego poco a poco disminuyó y desapareció el día 14. Cuando la concentración de poliacrilato/Nanosílice aumenta, la efusión pleural es producido más y más rápido. Este líquido pleural fue detectado por ecografía o TC de tórax análisis y confirmado por la disección de ratas. Nanopartículas de sílice se observaron en la efusión pleural las ratas por microscopio electrónico de transmisión. Estos resultados mostraron que la exposición a polyacrylate/Nanosílice conduce a la inducción de la efusión pleural, que era constante con nuestro anterior informe en seres humanos. Además, este modelo es beneficioso para el estudio adicional de la Nanotoxicología y las enfermedades de la efusión pleural.
Introduction
Derrame pleural es una manifestación clínica muy común de enfermedades pulmonares con una variedad de causas. Tener un modelo útil animal derrame pleural es muy importante para el estudio de estas enfermedades pulmonares, los papeles de las dos capas de la membrana pleural, los mecanismos de la efusión pleural y su tratamiento. Sin embargo, algunos divulgan modelos de derrame pleural se centran principalmente en el derrame pleural maligno o factores biológicos en lugar de las nanopartículas en el medio ambiente1,2. Aquí, presentamos un nuevo modelo de derrame pleural que es sencilla, segura y eficaz.
Con el desarrollo de la nanotecnología y el uso extensivo de los nanoproductos, existe una preocupación sobre los peligros potenciales de los nanomateriales para el medio ambiente y la salud humana3,4. Nanomateriales introducen factores de riesgo y potencialmente conducen a nuevos riesgos en el lugar de trabajo o a través de la contaminación ambiental. Los estudios in vitro e in vivo demuestran que los nanomateriales pueden resultar en daño a múltiples órganos a los pulmones, el corazón, el hígado, el riñón y el sistema nervioso, así como el sistema inmune y reproductivas5,6. Además, algunos estudios informaron que la toxicidad específica de nanomateriales fue debido a sus propiedades fisicoquímicas únicas3,4,7.
Nos han informado que un grupo de trabajadores con exposición ocupacional a los nanomateriales presentó clínico con derrame pleural y pericárdico, fibrosis pulmonar y granuloma8,9. Nanopartículas de sílice fueron aisladas en derrame pleural9 estos pacientes. Para reproducir y comprobar la efusión pleural inducida por las nanopartículas inhaladas en humanos, se realizó el experimento por inculcar el polyacrylate/Nanosílice (PA/NPSi) a través del tracto respiratorio en ratas, que mímico la respiración humana en una verdadera medio ambiente y encontrado eso intratraqueal instilación de PA/NPSi podría resultar en derrame pleural en ratas. Aquí, presentamos cómo hacer efusión pleural en ratas por la instilación intratraqueal de PA/NPSi y cómo aislar las nanopartículas en la efusión pleural. Este modelo puede ser útil para el estudio adicional de la Nanotoxicología y la efusión pleural enfermedades.
Protocol
Representative Results
Discussion
La sonografía es la herramienta más conveniente para la determinación de enfermedades pulmonares, debido a su excelente sensibilidad a líquido libre en la cavidad pleural11. Es que la sonografía puede detectar inmediatamente el contraste de impedancia acústica del aire y de líquidos en el pulmón12. Además, la sonografía es más flexible en el modelo de un pequeño animal que CT. Sin embargo, el aire en el pulmón refleja la onda de sonido e impedido de observar lo…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
El presente estudio y la producción de este artículo fueron financiadas por la Fundación Nacional de Ciencias naturales de China (Grant 81773373, 81172614 y 81441089 de Grant). Agradecemos al Dr. Jin Yan y Dr. Pan Yujie, del Departamento de emergencia, Hospital de Chaoyang de Beijing y el Dr. Qu Peng del Departamento de ultrasonido medicina, Hospital de Chaoyang de Beijing para ayudar con la producción de vídeo.
Materials
| Acuson S2000 Color Doppler ultrasound system | Siemens Medical Solutions, Mountain View ,CA | ||
| Polyacrylate/nanosilica | Fudan University,Shanghai, China | made by order with nanosilica(20±5)nm | |
| 10% chloral hydrate | Beijing Chemical Works | 302-17-0 | |
| Transmission electron microscope | JEM-1400Plus，JEOL Ltd., Japan. | ||
| Light speed 16 spiral computed tomography | GE Healthcare, US | ||
| Specific pathogen-free Wistar | Animal Center of Lianhelihua (Beijing, China) | Wistar rats |
Referências
- Stathopoulos, G. T., et al. Nuclear factor-kappaB affects tumor progression in a mouse model of malignant pleural effusion. American Journal of Respiratory Cell and Molecular Biology. 34 (2), 142-150 (2006).
- Shen, J., et al. The dosage-toxicity-efficacy relationship of kansui and licorice in malignant pleural effusion rats based on factor analysis. Journal of Ethnopharmacology. 186, 251-256 (2016).
- Nel, A., Xia, T., Mädler, L., Li, N. Toxic potential of materials at the nanolevel. Science. 311 (5761), 622-627 (2006).
- Maynard, A. D., et al. Safe handling of nanotechnology. Nature. 444 (7117), 267-269 (2006).
- Duan, J., et al. Toxic effects of silica nanoparticles on zebrafish embryos and larvae. PLoS One. 8 (9), 74606 (2013).
- Skuland, T., Ovrevik, J., Låg, M., Schwarze, P., Refsnes, M. Silica nanoparticles induce cytokine responses in lung epithelial cells through activation of a p38/TACE/TGF-α/EGFR-pathway and NF-κΒ signaling. Toxicology and Applied Pharmacology. 279 (1), 76-86 (2014).
- Oberdörster, G., Oberdörster, E., Oberdörster, J. Nanotoxicology: an emerging discipline evolving from studies of ultrafine particles. Environmental Health Perspectives. 113 (7), 823-839 (2005).
- Song, Y., Li, X., Du, X. Exposure to nanoparticles is related to pleural effusion, pulmonary fibrosis and granuloma. European Respiratory Journal. 34 (3), 559-567 (2009).
- Song, Y., et al. Nanomaterials in humans: identification, characteristics, and potential damage. Toxicologic Pathology. 39 (5), 841-849 (2011).
- Zhu, X., et al. Polyacrylate/nanosilica causes pleural and pericardial effusion, and pulmonary fibrosis and granuloma in rats similar to those observed in exposed workers. International Journal of Nanomedicine. 11, 1593-1605 (2016).
- Havelock, T., et al. Pleural procedures and thoracic ultrasound: British Thoracic Society Pleural Disease Guideline 2010. Thorax. 65, 61-76 (2010).
- Jha, A., Ullah, E., Gupta, P., Gupta, G., Saud, M. Sonography of multifocal hydatidosis involving lung and liver in a female child. Journal of Medical Ultrasound. 40 (4), 471-474 (2013).
- Hikaru, N., et al. Histological analysis of 70-nm silica particles-induced chronic toxicity in rats. European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics. 72, 626-629 (2009).
- Sun, L., et al. Cytotoxicity and mitochondrial damage caused by silica nanoparticles. Toxicology in Vitro. 25, 1619-1629 (2011).
- Hikaru, N., et al. Silica nanoparticles as hepatotoxicants. European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics. 72, 496-501 (2009).
- Liu, T. I., et al. Single and repeated dose toxicity of mesoporous hollow silica nanoparticles in intravenously exposed mice. Biomaterials. 32, 1657-1668 (2011).
- Ding, M., et al. Diseases caused by silica: Mechanisms of injury and disease development. International Immunopharmacology. 2, 173-182 (2002).
- Shen, J., et al. The dosage-toxicity-efficacy relationship of kansui and licorice in malignant pleural effusion rats based on factor analysis. Journal of Ethnopharmacology. 186, 251-256 (2016).
- Ji, J. H., et al. Twenty-eight-day inhalation toxicity study of silver nanoparticles in Sprague-Dawley rats. Inhalation Toxicology. 19 (10), 857-871 (2007).
