הרומן שיטות לניהול תוך-אפי בהרדמה אינהלציה כדי להעריך את האף-אל-מוח תרופות
Summary
כאן, אנו מתארים שתי שיטות רומן מינהל תוך-אפי יציב בהרדמה אינהלציה עם לחץ פיזי חיות ניסוי. גם נתאר שיטת הערכה כמותית של סמים רמות הפצה במוח באמצעות מסלול האף-אל-מוח באמצעות radiolabeled14ג]-אינולין כמו מצע מודל של מקרומולקולות מסיסים במים.
Abstract
ניהול תוך-אפי דווח כדי להיות שביל פוטנציאליים עבור משלוח האף-אל-מוח של סוכני טיפולית העוקפות את מחסום הדם – מוח. עם זאת, היו כמה דיווחים בדבר לא רק ניתוח כמותי אלא גם תנאי ניהול אופטימלי של משטרי החקירות של משלוח האף-אל-מוח. התקדמות מוגבלת במחקר על מנגנונים מסלול האף-אל-מוח באמצעות מכרסמים מייצג של ליקוי משמעותי מבחינת תכנון מערכות אספקה האף-אל-מוח עבור תרופות.
כדי לקבל איזושהי התקדמות בהקשר זה, אנו פיתח, הערכה שתי שיטות רומן מינהל תוך-אפי יציב בהרדמה שאיפת חיות ניסוי. גם נתאר שיטת הערכת רמות הפצת סמים במוח דרך השביל האף-אל-מוח באמצעות התווית על-ידי רדיו [14ג]-אינולין (משקל מולקולרי: 5,000) כמו מצע מודל של מקרומולקולות מסיסים במים.
בתחילה, פיתחנו פרוטוקול ניהול תוך-אפי מבוסס פיפטה שימוש במסיכות באופן זמני openable, שאיפשר לנו לבצע ניהול אמין כלפי בעלי חיים תחת הרדמה יציב. באמצעות מערכת זו, [14ג]-אינולין היתה אפשרות להעביר את המוח עם שגיאה ניסוי קטן.
לאחר מכן פיתחנו פרוטוקול ניהול תוך-אפי פרוגרמה תעלות הפוכה מן הצד דרכי הנשימה דרך הוושט, אשר פותחה כדי למזער את ההשפעות של סיווג בשחרור ליחה (MC). טכניקה זו הובילה רמות גבוהות באופן משמעותי [14ג]-אינולין, אשר זוהה באופן כמותי הריח הנורה המוח הגדול, המוח המוארך, מאשר השיטה פיפטה. זה מופיע כי השמירה של הפתרון סמים בחלל האף היה גדל באופן משמעותי על ידי המינהל פעיל באמצעות מזרק משאבה בכיוון ההפוך המטאלקאמפ לתוך חלל האף.
לסיכום, שתי שיטות של ניהול תוך-אפי שפותחו במחקר זה צפוי להיות מאוד שימושי טכניקות להערכת פרמקוקינטיקה בחולדות. שיטת תעלות הפוכה, בפרט, עשוי להיות שימושי עבור הערכת הפוטנציאל המלא של האף-אל-מוח משלוח סמים מועמדים
Introduction
Biomedicines כמו פפטידים, oligonucleotides נוגדנים נחשבים יש פוטנציאל היישום בתור הרומן סוכני טיפולית להפרעות במערכת העצבים המרכזית עקשן שיש כיום אין טיפול מרפא. אולם, מאחר שרוב biomedicines הם מקרומולקולות מסיסים במים, משלוח מהדם למוח באמצעות ניהול תוך ורידי או אוראלי הוא קשה מאוד בשל התנגדות של מחסום הדם – מוח (BBB).
בשנים האחרונות, ניהול תוך-אפי דווח כדי להיות שביל פוטנציאליים עבור משלוח האף-אל-מוח של סוכני טיפולית אשר ימנע BBB1,2,3,4,5. עם זאת, היו דיווחים מעטים יחסית לגבי ניתוח כמותי של האף-אל-מוח מסלול משלוח6. יתר על כן, היו כמעט אין דיווחים על ניהול אופטימלי ויצר ותנאים משטרי מינון, כגון עוצמת, פעמים, פרקי זמן, מהירות, החקירות של משלוח האף-אל-מוח. הליקויים הנ ל יכול להיות מיוחסות מהסיבות הבאות: (i) אופטימלי שיטה מינהל תוך-אפי עבור עכברים טרם שתוקם, והוא הניהול תוך-אפי (ii) מאת pipetting, המשמש בדרך כלל, מאופיין בדרך כלל מאת וריאציה interindividual בקרב חיות עקב סיווג בשחרור ליחה (MC), ובכך לעיתים קרובות המוביל underestimations של הפוטנציאל משלוח האף-אל-מוח בפועל של תרופה מסוימת.
שאיפת הרדמה באמצעות איזופלוריין (חניכה: 4%, תחזוקה: 2%) עם שאיפה מסכת מכרסמים צבר השימוש הנרחב, עם המטרה של צמצום או ביטול הכאב הקשורים לניתוח מתבצע על חיות ניסוי. השימוש של מסיכות הופכת פשוטה יחסית לביצוע טיפוסי והתרופות האמריקני בחיות ניסוי בהרדמה שאיפה דרך המסלולים תת עורית, בקרום הבטן, תוך ורידי. עם זאת, במקרה של הממשל תוך-אפי, המסכה צריך יוסרו באופן זמני מן החיות עבור והתרופות האמריקני. עם תחזוקה מתחת לגיל 2% איזופלוריין, בעלי חיים בדרך כלל לעורר במהירות מן ההרדמה אינהלציה. כאשר אמצעי האחסון המינהל לכל במינון גדול, זה יכול לגרום הפתרון סמים יזרום חלל האף לתוך הוושט, ולכן מנה גדולה אחת יכול ויהיה צורך ניתן לפרק מינונים קטנים מרובים עבור ניהול תוך-אפי קטן בעלי חיים. ניהול תוך-אפי מחייבת הסרת המסכה לניהול חוזרות ולא מספיק זמן לאספקה מתמשכת חלל האף, יש הסתברות גבוהה המעוררים עכברים מן ההרדמה במהלך ההליך המינהל. זה מקשה מאוד לבצע ניהול תוך-אפי תחת הרדמה מדינה יציבה, כנראה תורמת וריאציית interindividual נצפתה האף-אל-מוח המסירה בין מכרסמים.
במחקר זה, לכן פיתחנו שתי שיטות רומן מינהל תוך-אפי יציב תחת הרדמה אינהלציה, אשר לכפות לחץ פיזי על החיות ניסיוני. עבור השיטה הראשונה, השתמשנו מסיכה זמנית openable המאפשרת ניהול תוך-אפי במהלך הרדמה אינהלציה. החלק openable של המסכה משלבת פקק סיליקון יכול לשמש על פי תזמון ניהול כדי להקל על הניהול תוך-אפי יציבה באמצעות פיפטה. השיטה השנייה, בצינורית הוכנס בניתוח לעבור מהוושט אל תוך חלל האף, מזרק משאבה היה אז מצורף לזה כך הפתרון סמים יכול ישירות ובאמינות להישלח אל תוך חלל האף תחת שאיפת יציב הרדמה. בשיטה זו ניתן לשפר את המסירה של תרופות למוח באמצעות תוואי האף-אל-מוח, כי על-ידי מזעור באופן משמעותי את ההשפעות של MC, יהיה משופר סמים retentively בחלל האף. בנוסף, אנו מתארים שיטה להערכת באופן כמותי את רמות הפצת סמים (% למוח במינון שהוחדר/g) במוח באמצעות התווית על-ידי רדיו [14ג]-אינולין [משקל מולקולרי (MW): 5,000] כמו מצע מודל של מסיסים במים מקרומולקולות.
Protocol
Representative Results
Discussion
האף-אל-מוח מסירת תרופות צפויה להיות השפעה מובהקת על הפרעות במערכת העצבים המרכזית, כי מסלול זה מייצג את נתיב תחבורה ישירה עוקף BBB. שלושה מסלולים האף-אל-מוח שונים דווח תאריך8. הראשון הוא מסלול עצב הריח, אשר עובר מן רירית חוש הריח של רירית האף הקדמי דרך העצב הריח. השני הוא מסלול העצב…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
מחקר זה נתמך בחלקה על ידי פרטיים אוניברסיטת מחקר מיתוג הפרויקט MEXT; מענק הסיוע עבור מדעי Research (C) (17 K 08249 [אל טי-קיי, ט. ס]) מן האגודה יפן לקידום המדע (JSPS); מענק למחקר קואופרטיב של הקרן אוסאצ’י לקידום של ביוכימיה [ל ט. ס], קרן המדע טקדה [אל טי-קיי]. אנו מודים מר הוא נקרא יויה ניטו, גב’ אסאמי אקיקו על סיוע טכני חשוב שלהם בביצוע הניסויים.
Materials
| ddY mouse | Japan SLC, Inc. | Male, 4-6 weeks, 20-30 g | |
| Isoflurane | Pfizer | v002139 | |
| Isoflurane setup | SHINANO manufacturing CO. LTD. | SN-487-OTAir, SN-489-4 | |
| Isoflurane mask | SHINANO manufacturing CO. LTD. | For small rodents | |
| Isoflurane mask (Opneable type) | SHINANO manufacturing CO. LTD. | Special orders | |
| Anesthesia Box | SHINANO manufacturing CO. LTD. | SN-487-85-02 | |
| Animal experiments scissors-1 | NATSUME SEISAKUSHO CO., LTD. | B-27H | |
| Animal experiments scissors-2 | NATSUME SEISAKUSHO CO., LTD. | B-13H | |
| Tweezers-1 | FINE SCIENCE TOOLS Inc. | 11272-30 | Dumont #7 Dumoxel |
| Tweezers-2 | NATSUME SEISAKUSHO CO., LTD. | A-12-1 | |
| Cannula tube (PE-50) | Becton, Dickinson and Company. | 5069773 | I.D.: 0.58 mm, O.D.: 0.965 mm |
| Cannula tube (SP-10) | NATSUME SEISAKUSHO CO., LTD. | KN-392 | I.D.: 0.28 mm, O.D.: 0.61 mm |
| Shaver | MARUKAN, LTD. | DC-381 | |
| Stereoscopic microscope | Olympus Corporation | SZ61 | |
| Needle 27G 1/2 in 13 mm | TERUMO CORPORATION | NN-2738R | |
| 1 mL syringe | TERUMO CORPORATION | SS-01T | |
| Syringe pump | Neuro science | NE-1000 | |
| Cellulose membrane | Toyo Roshi Kaisya, Ltd. | 00011090 | |
| Micro spatula | Shimizu Akira Inc. | 91-0088 | |
| Micropipette (0.5-10 uL) | Eppendorf AG | Z368083 | |
| Pipette chip | Eppendorf AG | 0030 000.811 | |
| Tape | TimeMed Labeling System, Inc. | T-534-R | For fixing mouse |
| [14C]-Inulin | American Radiolabeled Chemicals Inc. | ARC0124A | 0.1 mCi/mL |
| EtOH | Wako Pure Chemical Industries, Ltd. | 054-00461 | |
| Liquid scintillation counter | Perkin Elmer Life and Analytical Sciences, Inc | Tri-Carb 4810TR |
References
- Sakane, T., Yamashita, S., Yata, N., Sezaki, H. Transnasal delivery of 5-fluorouracil to the brain in the rat. Journal of Drug Targeting. 7 (3), 233-240 (1999).
- Illum, L. Transport of drugs from the nasal cavity to the central nervous system. European Journal of Pharmaceutical Science. 11 (1), 1-18 (2000).
- Hanson, L. R., Frey, W. H. Intranasal delivery bypasses the blood-brain barrier to target therapeutic agents to the central nervous system and treat neurodegenerative disease. BMC Neuroscience. 9 (Suppl 3), S5 (2008).
- Chapman, C. D., et al. Intranasal treatment of central nervous system dysfunction in humans. Pharmaceutical Research. 30 (10), 2475-2484 (2012).
- Kanazawa, T. Development of non-invasive drug delivery system to the brain for brain diseases therapy. Yakugaku-Zasshi. 138 (4), 443-450 (2018).
- Kozlovskaya, L., Abou-Kaoud, M., Stepensky, D. Quantitative analysis of drug delivery to the brain via nasal route. Journal of Controlled Release. 189, 133-140 (2014).
- Hirai, S., Yashiki, T., Matsuzawa, T., Mima, H. Absorption of drugs from the nasal mucosa of rat. International Journal of Pharmaceutics. 7 (4), 317-325 (1981).
- Lochhead, J. J., Thorne, R. G. Intranasal delivery of biologics to the central nervous system. Advances in Drug Delivery Reviews. 64 (7), 614-628 (2011).
- Lalatsa, A., Schatzlein, A. G., Stepensky, D. Strategies to deliver peptide drugs to the brain. Molecular Pharmaceutics. 11 (4), 1081-1093 (2014).
- Kanazawa, T. Brain delivery of small interfering ribonucleic acid and drugs through intranasal administration with nano-sized polymer micelles. Medical Devices. 8, 57-64 (2015).
- Kanazawa, T., et al. Enhancement of nose-to-brain delivery of hydrophilic macromolecules with stearate- or polyethylene glycol-modified arginine-rich peptide. International Journal of Pharmacology. 530 (1-2), 195-200 (2017).
- Kamei, N., et al. Effect of an enhanced nose-to-brain delivery of insulin on mild and progressive memory loss in the senescence-accelerated mouse. Molecular Pharmaceutics. 14 (3), 916-927 (2017).
- Suzuki, T., Oshimi, M., Tomono, K., Hanano, M., Watanabe, J. Investigation of transport mechanism of pentazocine across the blood-brain barrier using the in situ rat brain perfusion technique. Journal of Pharmaceutical Science. 91 (11), 2346-2353 (2002).
