Summary

Bouw en Implantatie van een Microinfusion systeem voor duurzame levering van neuroactive Agents.

Published: March 17, 2008
doi:

Summary

Als neurowetenschappen onderzoek wordt meer geavanceerde, het onderzoek van de hersenen structuren en circuits vereist verbeterde niveaus van nauwkeurigheid en hogere resolutie. We hebben een methode ontwikkeld voor de voorbereiding en de implantatie van een chronische infusie-systeem in de hersenen met behulp van een borosilicate microcannula met een tip diameter van 50 micron.

Abstract

Experimentele protocollen die worden gebruikt voor chronische infusie van neuroactive agenten in de regio's van de hersenen vaak gebruik van een mini-osmotische pomp systeem. Agenten worden meestal geleverd via een roestvrij stalen canule met een diameter van 0,30 mm of meer. Systemen gebruik te maken van een canule van dit kaliber kunnen opleggen trauma aan het gebied van interesse resulteert in architectonische schade, waardoor afbreuk te doen aan de structurele integriteit en de normale werking. Als neurowetenschappen onderzoek wordt meer geavanceerde, het onderzoek van de hersenen structuren en circuits vereist verbeterde niveaus van nauwkeurigheid en hogere resolutie. We hebben een methode ontwikkeld voor de voorbereiding en de implantatie van een chronische infusie-systeem in de hersenen met behulp van een borosilicate microcannula met een tip diameter van 50 micron. Deze techniek vermindert de schade aan de omgeving en vermindert reactief gliosis op de plaats van infusie. De configuratie van Het micro-systeem is ook in staat om te voldoen aan de oppervlakte van de schedel van het dier, zich verzet tegen de noodzaak voor grote craniale sokkels, waardoor het gemakkelijker de sluiting van de hoofdhuid incisie en het verminderen van het risico van infectie. We zien een betrouwbare duurzame levering van een kleurstof met een vertegenwoordiger van moleculair gewicht met behulp van een in vitro model en in vivo studies bij ratten.

Protocol

Introductie Directe infusie van neuroactive agenten kunnen specifieke hersengebieden te bestuderen, terwijl het omzeilen van de bloed-hersen barrière. De toepassingen van deze benadering in de neurowetenschappen zijn divers en omvatten het veranderen van de mate van hersenactiviteit in discrete subregio's (Berretta et al., 2004;. Gliddon et al., 2005;.. Kim et al., 2000), onderzoek naar het handelen van psychotrope stoffen ( clinton et al., 2006;.. Di Benedetto et al., 2004), een gecontro…

Discussion

Verschillende studies hebben aangetoond dat door het verminderen van de grootte van de levering canule voor intracerebrale infusies, weefsel trauma en belediging van de bloed-hersen barrière wordt verminderd (Perry et al.., 1993), is een ontsteking verminderd en het immuun-respons verzwakte (Finsen et al. ., 1991), en reactieve gliosis is verminderd (Nikkhah et al., 1994).. We presenteren hier een methode voor de chronische levering van neuroactive agenten in de hersenen via een microcannula met een diameter die is verminderd met een facto…

Materials

Material Name Tipo Company Catalogue Number Comment
Mini-osmotic pumps (MOPs) Tool ALZET model #1002  
Electrode puller Tool Stoelting Co.    
Borosilicate tubing Surgery World Precision Instruments 1B100F-6  
Microforceps Surgery World Precision Instruments    
Polyethylene tubing Surgery Plastics One #C312 VT  
LumaBond Reagent myNeuroLab, Inc    

Referências

  1. Berretta, S., Lange, N., Bhattacharyya, S., Sebro, R., Garces, J., Benes, F. M. Long-term effectsof amygdala GABA receptor blockade on specific subpopulations of hippocampalinterneurons. Hippocampus. 14, 876-894 (2004).
  2. Clinton, S. M., Sucharski, I. L., Finlay, J. M. Desipramine attenuates working memoryimpairments induced by partial loss of catecholamines in the rat medial prefrontal cortex. Psychopharmacology. 183, 404-412 (2006).
  3. Cooley, R., et al. . Stereotaxic surgery in the rat. , (1990).
  4. Di Benedetto, M., Feliciani, D., D’Addario, C., Izenwasser, S., Candeletti, S. Romualdi P.Effects of the selective norepinephrine uptake inhibitor nisoxetine on prodynorphin geneexpression in rat CNS. Brain Res Mol Brain Res. 127, 115-120 (2004).
  5. Ding, M., Haglid, K. G., Hamberger, A. Quantitative immunochemistry on neuronal loss,reactive gliosis and BBB damage in cortex/striatum and hippocampus/amygdala aftersystemic kainic acid administration. Neurochemistry international. 36, 313-318 (2000).
  6. Finsen, B. R., Sorensen, T., Castellano, B., Pedersen, E. B., Zimmer, J. Leukocyte infiltrationand glial reactions in xenografts of mouse brain tissue undergoing rejection in the adultrat brain. A light and electron microscopical immunocytochemical study. JNeuroimmunol. 32, 159-183 (1991).
  7. Gliddon, C. M., Darlington, C. L., Smith, P. F. Effects of chronic infusion of a GABAA receptoragonist or antagonist into the vestibular nuclear complex on vestibular compensation inthe guinea pig. J Pharmacol Exp Ther. 313, 1126-1135 (2005).
  8. Hauss-Wegrzyniak, B., Dobrzanski, P., Stoehr, J. D., Wenk, G. L. Chronic neuroinflammation in rats reproduces components of the neurobiology of Alzheimer’s disease. Brain Res. 780, 294-303 (1998).
  9. Kim, H. S., Choi, H. S., Lee, S. Y., Oh, S. Changes of GABA(A) receptor binding and subunitmRNA level in rat brain by infusion of subtoxic dose of MK-801. Brain Res. 880, 28-37 (2000).
  10. Kim, S. Y., Chudapongse, N., Lee, S. M., Levin, M. C., Oh, J. T., Park, H. J., Ho, I. K. Proteomicanalysis of phosphotyrosyl proteins in morphine-dependent rat brains. Brain Res MolBrain Res. 133, 58-70 (2005).
  11. Lockman, P. R., McAfee, G., Geldenhuys, W. J., Schyf, C. J., Abbruscato, T. J., Van Allen, D. D. der Schyf CJ, Abbruscato TJ, Allen DD.Brain uptake kinetics of nicotine and cotinine after chronic nicotine exposure. J Pharmacol Exp Ther. 314, 636-642 (2005).
  12. MA, K. C., Chang, Z. H., Shih, H., Zhu, J. H., Wu, J. Y. The compensatory ‘rebound’ of reactiveastrogliosis: glial fibrillary acidic protein immunohistochemical analysis of reactiveastrogliosis after a puncture wound to the brain of rats with portocaval anastomosis. Acta neuropathologica. 82, 72-77 (1991).
  13. Marchalant, Y., Rosi, S., Wenk, G. L. Anti-inflammatory property of the cannabinoid agonistWIN-55212-2 in a rodent model of chronic brain inflammation. Neurociência. 144, 1516-1522 (2007).
  14. Naert, G., Ixart, G., Tapia-Arancibia, L., Givalois, L. Continuous i.c.v. infusion of brainderivedneurotrophic factor modifies hypothalamic-pituitary-adrenal axis activity,locomotor activity and body temperature rhythms in adult male rats. Neurociência. 139, 779-789 (2006).
  15. Nikkhah, G., Olsson, M., Eberhard, J., Bentlage, C., Cunningham, M. G., Bjorklund, A. Amicrotransplantation approach for cell suspension grafting in the rat Parkinson model: adetailed account of the methodology. Neurociência. 63, 57-72 (1994).
  16. Perry, V. H., Andersson, P. B., Gordon, S. Macrophages and inflammation in the centralnervous system. Trends Neurosci. 16, 268-273 (1993).
  17. Radecki, D. T., Brown, L. M., Martinez, J., Teyler, T. J. BDNF protects against stress-inducedimpairments in spatial learning and memory and LTP. Hippocampus. 15, 246-253 (2005).
  18. Rosi, S., Ramirez-Amaya, V., Hauss-Wegrzyniak, B., Wenk, G. L. Chronic brain inflammationleads to a decline in hippocampal NMDA-R1 receptors. J Neuroinflammation. 1, 12-12 (2004).
  19. Takahashi, M., Kakita, A., Futamura, T., Watanabe, Y., Mizuno, M., Sakimura, K., Castren, E., Nabeshima, T., Someya, T., Nawa, H. Sustained brain-derived neurotrophic factor upregulationand sensorimotor gating abnormality induced by postnatal exposure tophencyclidine: comparison with adult treatment. J Neurochem. 99, 770-780 (2006).
  20. Williams, L. R., Vahlsing, H. L., Lindamood, T., Varon, S., Gage, F. H., Manthorpe, M. A smallgaugecannula device for continuous infusion of exogenous agents into the brain. Experimental neurology. 95, 743-754 (1987).
  21. Zhang, X., Lee, T. H., Xiong, X., Chen, Q., Davidson, C., Wetsel, W. C. Ellinwood EH.Methamphetamine induces long-term changes in GABAA receptor alpha2 subunit andGAD67 expression. Biochem Biophys Res Commun. 351, 300-305 (2006).
check_url/pt/716?article_type=t

Play Video

Citar este artigo
Cunningham, M. G., O’Connor, R. P., Wong, S. E. Construction and Implantation of a Microinfusion System for Sustained Delivery of Neuroactive Agents.. J. Vis. Exp. (13), e716, doi:10.3791/716 (2008).

View Video