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Medicine

Die Verwendung von Kaninchenaugen in pharmakokinetischen Studien von intraokulare Drugs

Published: July 23, 2016
doi:
10.3791/53878
, , , , , , , ,
1Department of Ophthalmology,Seoul National University Bundang Hospital, 2Department of Ophthalmology, College of Medicine,Seoul National University, 3Department of Ophthalmology,Hanyang University Hospital, 4Department of Ophthalmology,Seoul Metropolitan Government-Seoul National University Boramae Medical Center, 5Department of Clinical Pharmacology,Seoul National University Hospital, 6Department of Clinical Pharmacology,Seoul National University Bundang Hospital

Summary

Rabbits are widely used to study the pharmacokinetics of intraocular drugs. We describe a method for conducting pharmacokinetic studies of intraocular drugs using rabbit eyes.

Abstract

Die intraokulare Route der Arzneimittelverabreichung ermöglicht die Bereitstellung von hohen Konzentrationen von therapeutischen Arzneimitteln, während die systemische Absorption zu minimieren. Mehrere Medikamente werden in die Vorderkammer oder glasigen verabreicht und die intraokulare Injektion ist bei der Heilung von verschiedenen Krankheiten intraokularen wirksam. Kaninchenaugen wurden für ophthalmologische Forschung weit verbreitet, da das Tier leicht zu handhaben und wirtschaftlich im Vergleich zu anderen Säugetieren, und die Größe eines Kaninchenauge ist ähnlich derjenigen eines menschlichen Auges. Unter Verwendung einer 30 G-Nadel, können Medikamente in die intrakamerale und intravitreale Räume von Kaninchenaugen injiziert werden. Die Augäpfel werden dann bis zur Analyse eingefroren und kann in den Humor aquosus, glasartiger und Retina / Choroidea unterteilt werden. Die Glaskörper und Retina / Choroidea Proben homogenisiert und vor der Analyse in Lösung gebracht werden. Dann können Immunoassays, die Konzentrationen intraokulare Arzneimittel in jeder Kammer zu messen, durchgeführt werden. Entsprechende pharmakokinetische Modelle können seinverwendet, um verschiedene Parameter, wie beispielsweise die Halbwertszeit und die maximale Konzentration des Arzneimittels zu berechnen. Kaninchen Augen können ein gutes Modell für Studien zur Pharmakokinetik von intraokularen Drogen sein.

Introduction

Vor dem Aufkommen des intraokularen Arzneimittelabgabe, war das Hauptanliegen der medizinischen Therapie für intraokulare Erkrankungen die Effizienz, mit der das Medikament in das Auge eindringen könnten. Die Blut-Augen-Schranke verhindert, dass viele Stoffe, einschließlich Drogen, aus in das Auge diffundiert. Daher Konzentrationen von Arzneimitteln, die über therapeutische Mengen sind nicht leicht erhalten werden kann. Die intraokulare Arzneimittelverabreichungsmethode, einschließlich intrakamerale und intravitrealen Injektionen, können direkt umgehen , die Blut-Augen – Schranke 1-3, so dass therapeutische Konzentrationen von Medikamenten können im Auge 4,5 erreicht werden.

Dementsprechend hat die intravitreale Medikamentenabgabe eine beliebte Methode der Behandlung für mehrere intraokularen Erkrankungen 5,6 geworden. Zum Beispiel wird intravitreale Injektion weithin für altersbedingte Makula – Degeneration, diabetischer Retinopathie, Netzhautvenenverschlüsse durchgeführt und intraokulare Infektionen 7-10. Da insbesonderedie Einführung von Anti-VEGF-Medikamente, hat die Häufigkeit der intravitrealen Injektionen bemerkenswert für die Behandlung von Netzhauterkrankungen erhöht. Daher ist es wichtig, die intraokulare Pharmakokinetik solcher Arzneimittel zu verstehen, um die Wirksamkeit und Sicherheit der medizinischen Therapie zu bewerten.

Obwohl die intraokulare Verabreichung von Arzneimitteln ein großer Durchbruch in der medizinischen Therapie für Augenerkrankungen betrachtet wird, innerhalb des Augapfels die Arzneimittelkonzentration Überwachung ist technisch anspruchsvoll. Weil das menschliche Auge nur geringe Mengen an wässrigem Humor (etwa 200 ul) und glasigen (etwa 4,5 ml, Tabelle 1) enthalten, ist es technisch schwierig, ausreichende Mengen an Augenflüssigkeit erhalten , die Arzneimittelkonzentration zu messen. Weiterhin sind Verfahren, die die Augenflüssigkeit, wie beispielsweise Glaskörper Anzapfung oder vordere Kammer Parazentese werden verwendet, um zu erhalten, kann das Augengewebe schädigen und führen zu schwerwiegenden Komplikationen wie Katarakt, Endophthalmitis, oderNetzhautablösung 11,12. Dementsprechend sind Tiermodelle in pharmakokinetischen Studien der am häufigsten verwendeten intraokularen Drogen 13 verwendet. Unter diesen Tiermodellen, Kaninchen oder Affen sind die am häufigsten verwendeten Tiere.

Kaninchen, die kleine Säugetiere der Ordnung Lagomorpha in der Familie Leporidae sind, sind in verschiedenen Teilen der Welt zu finden. Weil Kaninchen nicht aggressiv sind, sind sie leicht zu handhaben, die in einem Experiment verwenden, und zu beobachten. Niedrigere Kosten, gute Verfügbarkeit des Tieres, ähnlich Augengröße für den Menschen und eine große Datenbank mit Informationen zum Vergleich für Studien pharmakokinetischen Durchführung mit Kaninchenaugen. In diesem Beitrag wird ein Protokoll für die pharmakokinetischen Studien von intraokularen Medikamente in Kaninchenaugen beschrieben.

Protocol

Unser Protokoll folgt den Richtlinien der Institutional Animal Care und Verwendung Committee (IACUC) von der Seoul National University Bundang Hospital, die in diesem Protokoll präsentiert alle Tierverfahren und Tierpflege Methoden zugelassen. Die IACUC ist in voller Übereinstimmung mit der achten Ausgabe der Leitfaden für die Pflege und Verwendung von Labortieren (2011). Alle Verfahren wurden unter Einhaltung der Richtlinien der Association for Research in Vision and Ophthalmology Erklärung für die Nutzung von Tie…

Representative Results

Das Verfahren , das verwendet wird intravitreale Injektionen eines Arzneimittels von Interesse in Kaninchenaugen mit steriler Techniken durchzuführen ist in Abbildung 1 dargestellt. Die behandelten Augen zu einem geplanten Zeitpunkt enukleiert und bei -80 ° C gelagert. Für die Analyse werden drei Fächer, Kammerwasser, die Glaskörper und der Retina / Choroidea, werden aus den gefrorenen Kaninchenaugen getrennt, wie in Abbildung 2 gezeigt. Die Proben …

Discussion

With the increasing use of intraocular drugs, such as anti-vascular endothelial growth factor (VEGF) agents, for the treatment of diverse ocular diseases, knowledge of the tissue distribution and clearance of the drug after the intraocular injection is important. Understanding the pharmacokinetics of intraocular drugs is important for understanding the efficacy and safety of drugs, determining the optimal dosage of the drugs, and minimizing systemic or intraocular complications. However, detailed pharmacokinetic studies …

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

We would like to thank Ms. Ji Hyun Park and Ji Yeon Park for their technical assistance in the animal experiments. This work was supported by a grant from the Seoul National University Bundang Hospital Research Fund (grant number: Grant No. 14-2014-022) and from a grant (CCP-13-02-KIST) from the Convergence Commercialization Project of the National Research Council of Science and Technology, Seoul, Korea.

Materials

Zoletil Virbac Laboratories, Carros Cedex, France
Xylazine hydrochloride  Fort Dodge Laboratories, Fort Dodge, IA
Proparacaine hydrochloride (Alcaine) Alcon laboratories, Fort Worth, TX
Phenylephrine hydrochloride and tropicamide Santen Pharmaceutical, Co., Osaka, Japan
Recombinant Human VEGF 165 R&D systems 293-VE-050
Carbobate-Bicarbonate buffer SIGMA C3041-50CAP
NUNC MICROWELL 96F                                                               W/LID NUNCLON D SI                                                                          Thermo SCIENTIFIC 167008 96 well plate
Bovine Serum Albumin (BSA) 25grams(Net) BOVOGEN BSA025
Phosphate Buffered Saline (PBS) pH7.4 (1X), 500mL gibco 10010-023
Sheep anti-Human IgG Secondary Antibody, HRP conjugate Thermo SCIENTIFIC PA1-28652
Goat Anti-Human IgG Fc(HRP) abcam ab97225
Goat anti-Human IgG, Fab'2 Secondary Antibody, HRP conjugate Thermo SCIENTIFIC PA1-85183
CelLytic MT  Cell Lysis Reagent SIGMA C3228-50ML lysis buffer
100 Scalpel Blades nopa instruments BLADE #15
100 Scalpel Blades nopa instruments BLADE #10
FEATHER SURGICAL BLADE STAINLESS STEEL FEATHER 11
1-StepTM TMB-Blotting substrate solution, 250mL Thermo SCIENTIFIC 34018
Stable Peroxide Substrate Buffer (10X), 100mL Thermo SCIENTIFIC 34062
Softmax Pro Molecular Devices v.5.4.1 software for generating standard curve
SAAM II  Saam Institute, Seattle, WA software for pharmacokinetic modeling
Phoenix WinNonlin Pharsight, Cary, NC v. 6.3 software for pharmacokinetic modeling
Avastin (bevacizumab) Genentech
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