Summary

Infusi carotide di farmacocinetica e di farmacodinamica Analisi dei taxani nei topi

Published: October 27, 2014
doi:

Summary

Questo metodo è stato sviluppato con l'obiettivo di fornire una soluzione di droga costante attraverso l'arteria carotide, per valutare la farmacocinetica di nuovi farmaci in modelli murini.

Abstract

Nel proporre l'uso di un farmaco, combinazione di farmaci, o la somministrazione di farmaci in un nuovo sistema, si deve valutare la farmacocinetica del farmaco nel modello di studio. Poiché l'utilizzo di modelli murini sono spesso un passo fondamentale nella scoperta della droga preclinica e lo sviluppo di farmaci 1-8, è necessario progettare un sistema per introdurre la droga in topi in modo uniforme e riproducibile. Idealmente, il sistema dovrebbe consentire la raccolta di campioni di sangue a intervalli regolari per un corso di tempo impostato. La capacità di misurare concentrazioni di farmaco di spettrometria di massa, ha permesso agli investigatori di seguire le variazioni dei livelli plasmatici nel tempo nei topi individuale 1, 9, 10. In questo studio, paclitaxel è stata introdotta in topi transgenici in infusione arteriosa continua oltre tre ore, mentre i campioni di sangue sono stati prelevati simultaneamente da emorragie retro-orbitale in momenti insieme. Infusioni carotide sono una potenziale alternativa per infusioni vena giugulare, quando fattori cometumori mammari o altri ostacoli fanno infusi giugulari impraticabile. Usando questa tecnica, le concentrazioni di paclitaxel nel plasma e nel tessuto raggiunti livelli simili rispetto all'infusione giugulare. In questo tutorial, mostreremo come cateterizzare con successo l'arteria carotidea preparando un catetere ottimizzato per il singolo modello del mouse, quindi mostrare come inserire e fissare il catetere nell'arteria carotide del mouse, infilare l'estremità del catetere attraverso la parte posteriore del collo del mouse e collegare il mouse ad una pompa per fornire una velocità controllata di afflusso di droga. Sanguinamenti retro-orbitale a basso volume multipli consentono per l'analisi delle concentrazioni plasmatiche del farmaco nel tempo.

Introduction

Infusione del farmaco attraverso la carotide può essere eseguito in modo affidabile e riproducibile ottimizzando attrezzature e tecniche. La procedura non è complicata, anche se richiede un controllo preciso e attenzione al dettaglio. Cura Superior e destrezza sono necessari per isolare l'arteria carotide e inserire il catetere, che può generalmente essere acquisita attraverso la pratica. La chirurgia da parte di un tecnico esperto non deve superare un'ora. Dopo l'intervento chirurgico di successo, il mouse dovrebbe apparire normale e sano (anche se il mouse può reagire con l'infusione effettivo droga), e di droga (s) può essere somministrato in una dose uniforme continua controllato. I campioni di sangue devono essere prelevati da un sito diverso da quello carotide; sanguinamenti retro-orbitale dimostrato facile da raccogliere e soddisfacente per l'analisi delle concentrazioni di droga.

Cateteri di dimensioni e la forma ottimale sono un bene prezioso per l'esecuzione di una infusione di successo 11. Abbiamo trovato il cateteri disponibili commercially spesso di essere troppo grandi e / o troppo flessibile per consentire un comodo accesso all'arteria carotide del mouse. Si è rivelato preferibile cateteri di moda dal tubo di polietilene utilizzato per collegare il mouse alla siringa di infusione. In questo modo, tutti i tubi, i connettori e gli aghi erano di dimensioni consistenti, che ha semplificato gruppo di infusione. Usando questa tecnica, non è necessario spingere la punta del catetere nell'arteria oltre il punto in cui è ancora visibile, e il flusso di sangue al carotide non viene ripristinato fino a dopo il catetere viene inizialmente fissato. Questo riduce i rischi di puntura dell'arteria o di avere il catetere spinto fuori dalla pressione del flusso sanguigno. Il design del catetere nel presente documento non incorpora un "bump" per tenerlo in posizione, in modo che fissano il catetere bene con punti di sutura e nastro adesivo chirurgico è una priorità.

Infusi può essere preferibile per le iniezioni comuni iv bolo, come una migliore mimica di gestione clinica difarmaci come taxani 3, 12, 13. La tecnica qui descritta è stata sviluppata in origine per consentire infusione in modelli murini in cui l'accesso alla vena giugulare o femorale è stata esclusa dalla crescita del tumore mammario e / o eccessiva vascolarizzazione della zona di inserimento. Questo metodo può spesso essere appropriato anche in topi privi di tumore: anche se isolando e CATETERISMO la carotide è un po 'più invasivo, abbiamo trovato preferibile alla giugulare, perché la propensione del muro giugulare per strappare portato a inserimenti più non riusciti e fallimenti per completare il periodo di tempo 3 ore.

Mentre i risultati qui riportati sono da C57BL / 6J (in-house di razza) topi, abbiamo utilizzato questa tecnica per infondere con successo paclitaxel in diversi ceppi di topi, tra cui FVB e misti-ceppi, a seguire la farmacocinetica in modelli murini transgenically manipolati di down-regolare le funzioni cellulari trasportatore. I campioni di sangue e di tessuto raccolti hanno mostrato livelli attesi di paclitaxel, nella gamma dei livelli osservati dopo infusioni giugulari 1. Questa tecnica può essere previsto per funzionare altrettanto bene in altri modelli di topo e con altre soluzioni per infusione.

Protocol

Questo protocollo è stato approvato dal Cancer Center Institutional Animal Care and Use Committee Fox Chase e dal Fondo animali da laboratorio, ed è risultato essere in accordo con le linee guida istituzionali per il trattamento umano degli animali. 1. Preparazione preliminare Preparazione del catetere: Preparare un catetere da un breve tratto di tubo in polietilene, modificato per formare un assottigliata, estremità smussata (Figura 3A). Rendere più cateteri …

Representative Results

Distribuzione Paclitaxel segue schemi prevedibili nel corso di un regime di dosaggio 3 ore di 15 minuti di infusione ad alta velocità, seguita da una infusione di 165 min a bassa velocità. La figura 1 mostra un confronto di vena-infusione concentrazioni di paclitaxel nel plasma giugulare e carotide-infusioni. Le concentrazioni di paclitaxel scendono rapidamente nei primi 15 min a seguito di un elevato volume di infusione iniziale e quindi si stabilizzano nel prossimo…

Discussion

Carotide infusione è una tecnica notevole in questo studio di farmacocinetica di paclitaxel. Carotide infusione è un metodo per distribuire rapidamente farmaco nel sistema circolatorio 14. Il 3 ore di infusione è una più stretta mimica di somministrazione clinica di farmaci come taxani di iniezioni in bolo. L'intervento può essere eseguito in modo affidabile da un singolo individuo, il tempo di intervento è relativamente breve, e tassi di successo sono> 75%. Dopo che i campioni sono raccolti, dev…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Vorremmo riconoscere la struttura di laboratorio FCCC animali per il loro sostegno in questo progetto. Ringraziamo Wolfe Laboratories, Inc. per la loro assistenza nell'analisi dei livelli di paclitaxel nel plasma e nei tessuti. Questo lavoro è stato supportato dal National Institutes of Health sovvenzioni K01CA120091 a EHB, e CA06927 al Fox Chase Cancer Center.

Materials

Table of specific reagents and equipment: Source: Catalog Number Comments
Polyethylene tubing 0.024”OD X 0.011”ID  Braintree Scientific, Inc. PE10
Stainless steel port plug (30 gauge) Braintree Scientific, Inc. NB-30
2 Stainless steel connector plugs (28 gauge) Braintree Scientific, Inc. PP-28 Slightly larger than PE tubing ID, to fit snugly and keep a tight seal.
3 Blunted needles (30 gauge) Braintree Scientific, Inc. C-30
3 1cc syringes Becton, Dickinson and Co. 309659
Sterile 0.9% Saline solution Hospira 0409-7984-37
Cath-Loc HGS Heparin/Glycerol Solution  Braintree Scientific, Inc. HGS
Silk suture Braintree Scientific, Inc. SUT-S 113
Vanna Scissors (micro-scissors) World Precision Instruments 14122 This model has a curved tip, but straight-tip scissors work as well.
Hartman Mesquito Hemostatic Forceps World Precision Instruments 501705
Betadine Swabsticks Perdue Products L.P. BSWS1S
Bupivacaine Hospira 0409-1160-01 May be replaced with Lidocaine, or similar local anesthesia.
Paclitaxel LC Laboratories P-9600
Methanol Sigma-Aldrich 32213
Micro-Hematocrit Capillary Tubes, Heparinized Fisher Scientific 22-362-566
 Capillary Tube Sealant  Fisher Scientific 02-678
C57BL/6J mice Fox Chase Cancer Center, Laboratory Animal Facility in-house-bred
API 4000 Q-Trap mass spetrometer Applied Biosystems

References

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Cite This Article
Jacobs, J. D., Hopper-Borge, E. A. Carotid Artery Infusions for Pharmacokinetic and Pharmacodynamic Analysis of Taxanes in Mice. J. Vis. Exp. (92), e51917, doi:10.3791/51917 (2014).

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