Tecnica mouse Microchirurgia infusione per Targeted Sostanza consegna nel sistema nervoso centrale<i> via</i> Carotide interna

Summary

The present protocol describes a mouse microsurgery infusion technique, which effectively delivers substances directly into the brain via the internal carotid artery.

Abstract

Animal models of central nervous system (CNS) diseases and, consequently, blood-brain barrier disruption diseases, require the delivery of exogenous substances into the brain. These exogenous substances may induce injurious impact or constitute therapeutic strategy. The most common delivery methods of exogenous substances into the brain are based on systemic deliveries, such as subcutaneous or intravenous routes. Although commonly used, these approaches have several limitations, including low delivery efficacy into the brain. In contrast, surgical methods that locally deliver substances into the CNS are more specific and prevent the uptake of the exogenous substances by other organs. Several surgical methods for CNS delivery are available; however, they tend to be very traumatic. Here, we describe a mouse infusion microsurgery technique, which effectively delivers substances into the brain via the internal carotid artery, with minimal trauma and no interference with normal CNS functionality.

Introduction

Nei modelli in vivo del sistema nervoso centrale (SNC) malattie richiedono un efficace erogazione di sostanze esogene, come la droga, agenti patogeni, o esosomi, nel cervello. Pertanto, un metodo di distribuzione ideale dovrebbe causare un trauma minimo per l'animale, preservare l'integrità della rete neuronale, e raggiungere elevate concentrazioni di sostanza nel cervello ^1.

Sono stati descritti diversi metodi chirurgici di consegna sostanza locale, tra intra-guaina, intracerebrale, e iniezioni intraventricolare o protesi ^{2, 3, 4, 5.} Questi approcci, tuttavia, sono considerate traumatica al SNC, e permettono la somministrazione di solo bassi volumi della sostanza di interesse. Inoltre, è stato suggerito che le sostanze esogene possono essere rapidamente rimossi dal liquido cerebrospinale ⁶ </sup> e una gamma bassa penetrazione al parenchima cerebrale è stata osservata ⁷ quando le tecniche sopra menzionate sono impiegati. Metodi di consegna sistemici, come ad esempio per via orale, polmonare, per via sottocutanea, endovenosa e, sono più comunemente utilizzati nei modelli animali, anche se essi mostrano scarsa efficacia nel fornire le sostanze al sistema nervoso centrale, a causa di assorbimento da parte di altri organi ^{8, 9.} Pertanto, queste rotte di consegna richiedono dosi elevate di sostanze amministrati, aumentando il rischio di effetti collaterali e la tossicità ^{10, 11.}

Qui, descriviamo una tecnica microchirurgica infusione del mouse, che offre in modo efficace le sostanze direttamente nel cervello attraverso l'arteria carotide interna. Oltre al targeting la consegna al CNS, questa tecnica non bypassare normali barriere fisiologiche ed è quindi molto importante per biologicaprocessi l coinvolti nei passaggi terapie o agenti patogeni nel cervello.

Protocol

Le procedure coinvolte nel seguente protocollo sono stati approvati dalla University of Miami Istituzionale cura degli animali e del Comitato uso (IACUC). In aggiunta, tutte le procedure sono state condotte in impianti autorizzati dall'Associazione per la valutazione e l'accreditamento degli animali da laboratorio Care International (AAALAC). 1. Preparazione di topi per Chirurgia Anestetizzare topo con isoflurano mescolato con l'ossigeno, utilizzando un sistema di labo…

Representative Results

La tecnica microchirurgia infusione topo descritto qui è molto versatile ed è stato utilizzato per fornire diverse sostanze direttamente nel cervello, compresa la fornitura di cellule tumorali in un modello rappresentativo di una formazione di metastasi cerebrale 1, 12. Questa tecnica è adatto anche per valutare gli aspetti patologici diversi patogeni nel SNC. In un…

Discussion

La microchirurgia infusione qui descritto è stato dimostrato di essere molto successo nella fornitura di sostanze esogene di varie funzioni biologiche nel SNC, impedendo la diffusione indesiderata in tutto il corpo ^{1, 12.} Rottura della barriera emato-encefalica è una caratteristica patologica di diverse malattie del sistema nervoso centrale-correlate; pertanto valutare il rapporto di sostanze esogene con la barriera emato-encefalica è di grande importanza ed …

Materials

Anesthesia instrument	Vetequip	901806
Surgical scissors	Fine Science Tool	14558-09
Surgical forceps straight tip	Fine Science Tool	00108-11
Surgical forceps angled tip	Fine Science Tool	00109-11
Spring scissors	Fine Science Tool	15000-08
Nylon suture	Braintree Scientific	SUT-S 104
Capillary tubing (Micro-Renathane 0.010” x 0.005” per ft.)	Braintree Scientific	MRE01050
Closing suture	VWR	95057-036
Isoflurane	Piramal
2,3,5-Triphenyltetrazolium chloride	FisherScientific	50-121-8005