Denna teknik för att införa läkemedel direkt i luftstrupen hos neonatala gnagare är viktig för att studera effekterna av lokalt administrerade läkemedel eller biologiska läkemedel på neonatala lungsjukdomar. Dessutom kan denna metod också användas för att inducera lungskada i djurmodeller.
Behandling av neonatal gnagare med läkemedel som införs direkt i luftstrupen kan fungera som ett värdefullt verktyg för att studera effekterna av ett lokalt administrerat läkemedel. Detta har direkt translationell inverkan eftersom ytaktivt medel och läkemedel administreras lokalt i lungorna. Även om litteraturen har många publikationer som beskriver minimalt invasiv transoral intubation av vuxna möss och råttor i terapeutiska experiment, saknas detta tillvägagångssätt hos neonatala råttvalpar. Den lilla storleken på orotrakeal region / svalg i valparna gör visualisering av larynxlumen (stämband) svår, vilket bidrar till den varierande framgångsgraden för intratrakeal läkemedelsleverans. Vi demonstrerar härmed effektiv oral intubation av neonatal råttvalp – en teknik som är icke-traumatisk och minimalt invasiv, så att den kan användas för seriell administrering av läkemedel. Vi använde ett operativt otoskop med ett belysningssystem och en förstoringslins för att visualisera trakealöppningen hos de nyfödda råttorna. Läkemedlet införs sedan med en 1 ml spruta ansluten till en pipettspets. Noggrannheten i leveransmetoden demonstrerades med hjälp av Evans blå färgämnesadministration. Denna metod är lätt att utbilda sig i och kan fungera som ett effektivt sätt att införa droger i luftstrupen. Denna metod kan också användas för administrering av inokulum eller medel för att simulera sjukdomstillstånd hos djur och även för cellbaserade behandlingsstrategier för olika lungsjukdomar.
Nyfödda födda för tidigt har dåligt utvecklade lungor som kräver många interventionella terapier som långvarig ventilation. Dessa ingrepp placerar de överlevande nyfödda i en hög risk för efterföljande följdsjukdomar1. Experimentella djurmodeller fungerar som ett viktigt verktyg för att simulera olika sjukdomstillstånd, studera sjukdomarnas patobiologi och utvärdera terapeutiska ingrepp. Även om ett brett utbud av djurmodeller från möss, råtta och kanin till förtida lamm och grisar finns tillgängliga, är möss och råtta de mest använda.
Den främsta fördelen med att använda möss och råttor är den relativt korta graviditetsperioden och minskade kostnader. De är också lättillgängliga, lätta att underhålla i sjukdomsfria miljöer, genetiskt homogena och har relativt mindre etisk oro 2,3. En annan stor fördel med gnagarmodellen är att den neonatala valpen vid födseln befinner sig i ett sent kanaliskt /tidigt sakkulärt stadium av lungutveckling som är morfologiskt ekvivalent med lungan hos ett 24-veckors för tidigt neonatalt mänskligt spädbarn som fortsätter att utveckla bronkopulmonell dysplasi4. Dessutom, eftersom deras lungutveckling snabbt fortskrider till fullbordan inom de första 4 veckorna av livet, är det möjligt att studera den postnatala lungmognaden inom en rimlig tidsram4. Trots dessa fördelar är den lilla storleken på möss och råttvalpar en källa till oro för olika ingrepp, vilket tvingar de flesta forskare att använda vuxna djur snarare än valpar5. Neonatala lungor befinner sig i ett utvecklingsstadium och svaret från en nyfödd på ett uppviglande medel skiljer sig från en vuxens. Detta gör det lämpligt att använda neonatala djurmodeller för att studera mänskliga neonatala sjukdomstillstånd.
Det finns olika metoder för att administrera läkemedel/biologiska agenser till lungan. Detta inkluderar intranasal 6,7 eller intratrakeal 8,9,10 instillation samt aerosolinandning11,12. Varje tillvägagångssätt har sina egna tekniska utmaningar, fördelar och begränsningar13. Intratrakeal administreringsväg för terapeutiska medel föredras för att studera den direkta terapeutiska effekten i organet som kringgår de systemiska effekterna. Denna väg kan också användas för att studera lungpatologi orsakad av uppviglande medel. Det finns både invasiva och minimalt invasiva tekniker för att göra detta och är lätt att utföra hos vuxna. Men hos valpar, på grund av djurets lilla storlek, finns det tekniska utmaningar i samband med intubationsprocessen. Den aktuella studien presenterar en enkel, konsekvent, icke-kirurgisk intratrakeal instillation (ITI) -metod hos råttvalpar som kan användas för att studera effekten av olika neonatala terapeutiska ingrepp samt för att generera djurmodeller som simulerar neonatala andningssjukdomar.
Intratrakeal instillation är en utmärkt metod som erbjuder flera fördelar jämfört med befintliga metoder för respiratoriska sjukdomsinterventioner samt utveckling av sjukdomsmodeller. Det är en snabb metod och med erfarenhet kan utföras med en genomsnittlig hastighet på 2-3 minuter per djur. De viktigaste övervägandena för en lyckad intubation är korrekt sedering av djuret, det är korrekt positionering, särskilt huvudet, samt exakt djup av placering / storlek på spekulan i orofarynxen. Korrekt sedering sk…
The authors have nothing to disclose.
Detta arbete stöddes delvis av R01HD090887-01A1 från NICHD till AH. Författarna erkänner också de faciliteter som tillhandahålls av Dr. Peter Mc Farlanes laboratorium, såsom inhalationsanestesi / värmedyna. Catherine Mayers värdefulla hjälp med att inrätta systemet uppskattas. Finansiären spelade ingen roll i utformningen av studien, insamlingen, analysen och tolkningen av data eller i skrivandet av manuskriptet.
Evans Blue dye | Sigma-Aldrich, St Louis, MO, USA | 314-13-6 | Confirmation of drug administration into lungs |
Ketamine Hydrochloride | Hospira. Inc, Lake Forest, IL, USA | Dispensed from Animal care facility | For sedation |
Operating Otoscope | Welch Allyn, Hillrom, Chicago, IL, USA | 21770- 3.5V | For visualization of vocal cords |
Otoscope Rechargeable Handle | Welch Allyn, Hillrom, Chicago, IL, USA | 71050-C | |
Pipette tip (Gel loading) | Fisherbrand | 02-707-139 | Administering the drug |
Platform for restraining (inclined plane) | Animal care facility | Dispensed from Animal care facility | Wired roof of mice cage can be used |
3M Micropore Surgical White Paper (sticking tape) | 3M, St. Paul, MN, USA | 1530-2 | |
Luer Lock SyringeSyringes (1 ml) | BD Franklin Lakes, NJ , USA | NBD2515 | Administering the drug |
Xylazine | Hospira. Inc, Lake Forest, IL, USA | For sedation |