Convection-एन्हांस्ड डिलिवरी के माध्यम से Murine मस्तिष्क में एंटीबॉडी की डिलीवरी
Summary
Convection-एन्हांस्ड वितरण (सीईडी) एक विधि है जो बड़े ऊतक ों की मात्रा के प्रत्यक्ष प्रसार द्वारा मस्तिष्क में चिकित्सकीय के प्रभावी वितरण को सक्षम करती है। प्रक्रिया कैथेटर और एक अनुकूलित इंजेक्शन प्रक्रिया के उपयोग की आवश्यकता है। इस प्रोटोकॉल एक माउस मस्तिष्क में एक एंटीबॉडी के सीईडी के लिए एक पद्धति का वर्णन करता है.
Abstract
Convection-एन्हांस्ड वितरण (सीईडी) एक कैथेटर प्रणाली का उपयोग कर बड़े मस्तिष्क की मात्रा के प्रभावी भ्रम को सक्षम करने के लिए एक neurosurgical तकनीक है। इस तरह के एक दृष्टिकोण रक्त मस्तिष्क बाधा (BBB) पारित द्वारा एक सुरक्षित वितरण विधि प्रदान करता है, इस प्रकार गरीब BBB-permeability के साथ चिकित्सकीय के साथ उपचार की अनुमति या जिनके लिए प्रणालीगत जोखिम वांछित नहीं है, उदाहरण के लिए, विषाक्तता के कारण. CED कैथेटर डिजाइन के अनुकूलन की आवश्यकता है, इंजेक्शन प्रोटोकॉल, और infusate के गुण. इस प्रोटोकॉल के साथ हम चूहों के caudate putamen में एक एंटीबॉडी के 20 डिग्री ग्राम युक्त समाधान के CED प्रदर्शन करने के लिए कैसे का वर्णन. यह कदम कैथेटर की तैयारी का वर्णन करता है, उन्हें इन विट्रो में परीक्षण और एक ramping इंजेक्शन कार्यक्रम का उपयोग कर चूहों में सीईडी प्रदर्शन. प्रोटोकॉल आसानी से अन्य जलसेक मात्रा के लिए समायोजित किया जा सकता है और विभिन्न अनुरेखण या औषधीय रूप से सक्रिय या निष्क्रिय पदार्थों इंजेक्शन के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है, chemotherapeutics सहित, साइटोकिन्स, वायरल कणों, और liposomes.
Introduction
रक्त मस्तिष्क बाधा (BBB) रक्त परिसंचरण से केंद्रीय तंत्रिका तंत्र (सीएनएस) को अलग एक semipermeable सीमा रूपों. चिकित्सकीय के साथ सीएनएस तक पहुंचना हालांकि मस्तिष्क ट्यूमर, अल्जाइमर रोग (एडी) या पार्किंसंस रोग (पीडी) जैसे विभिन्न रोगों के संदर्भ में आवश्यक है1अन्य लोगों के बीच। यह नई चिकित्सा के विकास में महत्वपूर्ण हो जाता है, खासकर अगर परीक्षण दवा गरीब BBB पारगम्यता दर्शाती है या इसके प्रणालीगत जोखिम खतरनाक विषाक्तता1,2के लिए नेतृत्व कर सकते हैं . नैदानिक रूप से इस्तेमाल किए गए एंटीबॉडी में से कुछ इन दोनों सुविधाओं को प्रदर्शित करते हैं। इस समस्या का एक समाधान के लिए सीधे BBB के पीछे चिकित्सकीय उद्धार होगा.
Convection-एन्हांस्ड डिलीवरी (सीईडी) एक neurosurgical बड़े मस्तिष्क की मात्रा के प्रभावी भ्रम को सक्षम करने तकनीक है. यह शल्य चिकित्सा लक्ष्य क्षेत्र में एक या एक से अधिक कैथेटर स्थापित करने से हासिल की है. औषध अनुप्रयोग के दौरान कैथेटर के उद्घाटन पर दाब प्रवणता का निर्माण होता है, जो ऊतक3,4 में इन्फ्यूसेट फैलाव का प्रेरक बल बन जाताहै. इस प्रकार जलसेक की अवधि है न कि विसरण गुणांक जो जलसेक श्रेणी2,4,5का निर्धारण करते हैं . यह पारंपरिक, प्रसार आधारित इंट्रासेरेब्रल इंजेक्शन विधियों2,6की तुलना में मस्तिष्क की मात्रा में एक बहुत अधिक मात्रा में infusate की एक समान वितरण प्रदान करता है . एक ही समय में, इस वितरण मोडलिटी ऊतक क्षति2के एक कम जोखिम है. तदनुसार, सीईडी सीएनएस ट्यूमर के उपचार के लिए पारंपरिक कीमोथेरपी के सुरक्षित और प्रभावशाली प्रशासन को सक्षम कर सकता है, साथ ही अन्य सीएनएस विकारों की एक भीड़ में इम्यूनोमॉड्यूलेटरी एजेंटों या एगोनिस्ट और विरोधी एंटीबॉडी की डिलीवरी2 ,7,8,9. सीईडी वर्तमान में पार्किंसंस रोग, अल्जाइमर रोग, साथ ही उच्च ग्रेड ग्लिओमा2,7,8,10,11के उपचार में परीक्षण किया जाता है।
कैथेटर डिजाइन और इंजेक्शन आहार सीईडी 10, 12,13,14,15,16के परिणाम को प्रभावित करने वाले सबसे महत्वपूर्ण कारकों में से एक है . इसके अलावा, इसके लिए कणों के मध्यम आकार, एक एनियनोनिक आवेश और कम ऊतक संबंध 10,17सहित इन्फ्यूसेट के विशिष्ट भौतिक गुणों की आवश्यकता होती है। इनमें से प्रत्येक पैरामीटर को मस्तिष्क क्षेत्र की हिस्टोलॉजिकल विशेषताओं के अनुसार संभावित रूप से समायोजित किया जाना चाहिए , जिन्हें लक्षित किया जाना चाहिए2,10,17.
यहाँ हम चूहों के caudate putamen (striatum) में एक एंटीबॉडी समाधान के सीईडी प्रदर्शन के लिए पद्धति का वर्णन. इसके अलावा, प्रोटोकॉल एक प्रयोगशाला सेटअप में कदम कैथेटर की तैयारी भी शामिल है, उन्हें इन विट्रो में परीक्षण और सीईडी प्रदर्शन.
साहित्य में उपलब्ध कई कैथेटर डिजाइन हैं, कैनुला के आकार से भिन्न, प्रयुक्त सामग्री और कैथेटर के उद्घाटन की संख्या12,15,18,19,20 ,21,22. हम एक व्यर्थ सिलिका केशिका से बना एक कदम कैथेटर का उपयोग कर रहे हैं एक कुंद अंत धातु सुई से 1 मिमी फैला. इस कैथेटर डिजाइन आसानी से एक अनुसंधान प्रयोगशाला में निर्मित किया जा सकता है और reproducibly अच्छा CED परिणाम देता है जब विवो23में मस्तिष्क parenchyma जैसी शारीरिक मानकों के साथ agarose ब्लॉक के साथ विट्रो में परीक्षण किया .
इसके अलावा, हम विवो में infusate के 5 $L देने के लिए एक रैंपिंग आहार लागू करते हैं। ऐसे प्रोटोकॉल में इंजेक्शन दर 0.2 डिग्री सेल्सियस प्रति न्यूनतम से बढ़कर अधिकतम 0.8 डिग्री सेल्सियस प्रति न्यूनतम हो जाती है, इस प्रकारकैथेटर के साथ-साथ भाटा के साथ-साथ भाटा क्षति के जोखिम को कम करने की संभावना को कम किया जाता है। इस प्रोटोकॉल का उपयोग करके, हमने 11 मिनट 30 एस के दौरान पीबीएस के 5 डिग्री एल में एंटीबॉडी के 20 डिग्री ग्राम तक चूहों को सफलतापूर्वक प्रशासित किया है।
प्रोटोकॉल आसानी से अन्य जलसेक मात्रा के लिए या विभिन्न अन्य पदार्थों इंजेक्शन के लिए समायोजित किया जा सकता है, उदाहरण के लिए रसायन चिकित्सा, साइटोकिन्स, वायरल कणों या liposomes2,10,14,18 ,22. फॉस्फेट बफर नमकीन (पीबीएस) या एंटीबॉडी के कृत्रिम मस्तिष्कमेरु द्रव (एसीएसएफ) समाधान की तुलना में काफी अलग भौतिक रासायनिक गुणों के साथ infusate का उपयोग करने के मामले में, अतिरिक्त सत्यापन चरणों की सिफारिश की जाती है। कैथेटर विधानसभा, सत्यापन और सीईडी के लिए, हम एक नियमित स्टीरियोटेक्टिक फ्रेम पर घुड़सवार एक ड्रिल और इंजेक्शन इकाई के साथ एक स्टीरियोटैक्टिक रोबोट का उपयोग कर सभी चरणों का वर्णन। इस प्रक्रिया को भी एक मैनुअल स्टीरियोटैक्टिक फ्रेम प्रोग्राम microinfusion पंप है कि वर्णित ग्लास microsyringes ड्राइव कर सकते हैं से जुड़े के साथ किया जा सकता है.
Protocol
Representative Results
Discussion
मस्तिष्क में कन्वेशन-एन्हांस्ड डिलीवरी, या दबाव-मध्यस्थ दवा जलसेक, पहली बार 19903के शुरू में प्रस्तावित किया गया था। यह दृष्टिकोण एक नियंत्रित तरीके से रक्त मस्तिष्क बाधा के पीछे बड़े मस्तिष्क ?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
यह काम ज्यूरिख विश्वविद्यालय के अनुदान द्वारा समर्थित किया गया था (FK-15-057), चिकित्सा जैविक अनुसंधान के लिए नोवार्टिस फाउंडेशन (16C231) और स्विस कैंसर अनुसंधान (KFS-3852-02-2016, KFS-4146-02-2017) जोहान्स वोम बर्ग और अवधारणा के ब्रिज प्रूफ (201-1) लिंडा Schellhammer के लिए $ 177300)।
Materials
| 10 μL syringe | Hamilton | 7635-01 | |
| 27 G blunt end needle | Hamilton | 7762-01 | |
| Agarose | Promega | V3121 | |
| Atipamezol | Janssen | ||
| Bone wax | Braun | 1029754 | |
| Buprenorphine | Indivior Schweiz AG | ||
| Carprofen | Pfizer AG | ||
| Dental drill bits, steel, size ISO 009 | Hager & Meisinger | 1RF009 | |
| Ethanol 100% | Reuss-Chemie AG | 179-VL03K-/1 | |
| Fentanyl | Helvepharm AG | ||
| FITC-Dextran, 2000 kDa | Sigma Aldrich | FD2000S | |
| Flumazenil | Labatec Pharma AG | ||
| Formaldehyde | Sigma Aldrich | F8775-500ML | |
| High viscosity cyanoacrylate glue | Migros | ||
| Iodine solution | Mundipharma | ||
| Medetomidin | Orion Pharma AG | ||
| Microforge | Narishige | MF-900 | |
| Midazolam | Roche Pharma AG | ||
| Ophthalmic ointment | Bausch + Lomb | Vitamin A Blache | |
| PBS | ThermoFischer Scientific | 10010023 | |
| Polyclonal goat anti-rat IgG (H+L) antibody coupled with Alexa Fluor 647 | Jackson Immuno | ||
| Scalpels | Braun | BB518 | |
| Silica tubing internal diameter 0.1 mm, wall thickness of 0.0325 mm | Postnova | Z-FSS-100165 | |
| Stereotactic frame for mice | Stoelting | 51615 | |
| Stereotactic robot | Neurostar | Drill and Injection Robot | |
| Succrose | Sigma Aldrich | S0389-500G | |
| Topical tissue adhesive | Zoetis | GLUture | |
| Trypan blue | ThermoFischer Scientific | 15250061 | |
| Water | Bichsel | 1000004 |
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