Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.
Method Article
Sıçanlarda doğrudan vagus siniri enjeksiyonu için bir protokol sunuyoruz ve enjeksiyon sonrası komplikasyonlar olmadan doğrudan sinir içine ilaç verilmesini sağlıyoruz. Bu yöntem, otonom sinir sistemi manipülasyonunu içeren klinik öncesi nörolojik çalışmalar için geçerlidir. Sıçanlarda ve diğer türlerde diğer sinirler için gerekli modifikasyonlarla doğrudan sinir enjeksiyonu için kullanılabilir.
Merkezi sinir sistemine ilaç dağıtımını kolaylaştırmak için göreceli bir strateji ve metodoloji bolluğu vardır. Bununla birlikte, doğrudan periferik sinir sistemine ilaç verilmesi daha az yaygındır ve araştırmacılara yardımcı olmak için daha az ayrıntılı yöntem yayını mevcuttur. Burada, vagus sinirini model sinir olarak kullanarak, periferik sinir sistemi ilaç dağıtımı için doğrudan bir sinir enjeksiyonu yöntemini tarif ediyoruz. Bu yöntem, otonom sinir sistemi bozukluklarının tedavisinde sol vagus sinirinin hedeflenmesi yoluyla kullanılabilir, ancak bu genel enjeksiyon yöntemi, küçük modifikasyonlarla diğer sinirlerin enjeksiyonuna tahmin edilebilir. Bu yöntem, diseksiyon mikroskobu altında anestezi uygulanmış yetişkin sıçanlarda mikrocerrahiyi içeren prosedürde yer alan tüm kritik adımları açıklar. Enjeksiyon doğruluğunun gerçek zamanlı olarak izlenmesini kolaylaştırmak için bir izleme boyasının kullanımı açıklanmaktadır. Başarılı ve başarısız enjeksiyonların çizimleri verilmiştir. Düzgün bir şekilde yapılırsa, doğrudan vagus sinir enjeksiyonları, doğum sonrası komplikasyonlar olmaksızın sıçan tarafından iyi tolere edilen güvenli bir şekilde gerçekleştirilebilir. Örneğin, cerrahlar bu yöntemde eğitildikten sonra, altı fareden altısı herhangi bir komplikasyon olmadan başarılı bir şekilde enjekte edildi. Klinik öncesi sıçan çalışmaları için bu doğrudan sinir enjeksiyonu yöntemi, periferik sinirlere ajanlar (gen terapisi dahil ancak bunlarla sınırlı olmamak üzere) verme yeteneğine sahiptir.
Doğru ilaç uygulama yönteminin uygulanması, başarılı terapötik sonuçların elde edilmesinde kritik faktörlerden biridir. Santral sinir sistemine (MSS) terapötik ajan iletimi için yöntemlerin bolluğuna rağmen, doğrudan sinir enjeksiyonu ile periferik sinir sistemi (PNS) iletimi için sadece birkaç yöntem bildirilmiştir. Sıçanlarda dorsal kök gangliyonlarına (DRG) enjeksiyon gibi doğrudan sinir enjeksiyonu, ağrı mekanizmalarının, ilaç toksisitesinin, gen transferinin 1,2,3 ve genel yöntem geliştirmenin 1,4 daha iyi anlaşılması için klinik öncesi çalışmalarda denenmiştir. Doğrudan sinir enjeksiyonu ile ilgili ek raporlar arasında spinal sinir enjeksiyonu4, siyatik sinir enjeksiyonu1 ve sıçanlarda5 ve farelerdevagus sinir enjeksiyonu 6 bulunur. Son zamanlarda, tavşanlarda terapötiklerin optik sinir kafasına daha iyi dağıtılması için suprakondriyal enjeksiyon için bir yöntem önerilmiştir7.
DRG, DRG2'deki hücre cisimlerinin duyusal işlevi nedeniyle adeno-ilişkili virüs (AAV) gibi transgen yüklü vektörlerin doğrudan enjeksiyonu için ideal yer olarak kabul edilir. DRG enjeksiyonlarının hem cerrahi hem de cerrahi olmayan yöntemleri tanımlanmıştır 1,8. Bununla birlikte, DRG enjeksiyonununcerrahi olmayan yöntemi 1 ile sonuçların tutarlılığı hakkında tartışmalı sonuçlar bulunmuştur. Kısmi laminektomi içeren bir cerrahi yöntemin, davranış sonuçlarında herhangi bir değişiklik olmaksızınsıçanlarda DRG enjeksiyonu için% 100 başarılı olduğu öne sürülmüştür 3 ve ayrıca farelerde kısmi osteotomi içeren bir yöntem9. Birkaç çalışma, sıçanlarda ve farelerdeklinik öncesi gen terapisi araştırmalarında kullanılan DRG ilaç dağıtım enjeksiyon yöntemlerini bildirmektedir 1,2,10. Lokalize enjeksiyonları içeren vektör bazlı gen tedavisi çalışmaları aşağıdaki faydaları içerebilir: hedef dışı ekspresyonun azalması, sistemik toksisitede azalma ve daha küçük viral yükler ve enjeksiyon hacimleri, immünojenik komplikasyon riskinin azalması11,12.
Vücudun en uzun siniri olan siyatik sinirine direkt enjeksiyon yöntemi, bir sıçanın uyluk ortası hizasında sağ siyatik siniri açığa çıkarılarak denenmiştir. Yöntemde, 1,2 μL/dk akış hızına sahip toplam 10 μL boya hacmini enjekte etmek için mikro işlemci kontrollü bir enjeksiyon sistemi ile donatılmış çekilmiş bir cam pipet kullanıldı1. Bu deney, DRG seviyesine kadar boya dağılımının olmadığını gösterdi ve dağılım çoğunlukla enjeksiyon bölgesi çevresinde sınırlıydı. Benzer şekilde, spinal sinir enjeksiyonları gibi diğer doğrudan sinir enjeksiyonu yöntemleri, sıçanlarda uygun enjeksiyon hacmini ve boya dağılım modelini değerlendirmek için boya ile denenmiştir. Spinal sinir enjeksiyonu için 2 μL'nin optimum olduğu öne sürülürken, DRG enjeksiyonu ile 3 μL boya, sıçanlarda hem dorsal hem de ventral kök gangliyonlarındaki dağılımı gösterdi1. Farelerde DRG enjeksiyonu hacminin, suş ve vücut büyüklüğü2,9'a bağlı olarak 1,0 μL ila 1,5 μL arasında optimum olduğu bildirilmiştir.
Sıçanlarda5 ve farelerde6 nolu direkt vagus sinir enjeksiyon yöntemi, insan α-sinükleinin transferinde nöral hasar veya hücresel bütünlüğün rolünü değerlendirmek için kullanıldı. Aynı araştırmacı grubu tarafından yürütülen bu iki çalışma, AAV vektörlerinin servikal bölgedeki sol vagus sinirine doğrudan enjekte edilmesinin kısa bir yöntemini tanımlamaktadır. Sıçanlarda yöntem, 5 μL'lik bir Hamilton şırınga ile 0.5 μL / dak'lık bir akış hızında 2 μL vektör enjekte etmek için 60 μm uç çapına sahip bir cam kılcal damar içeriyordu. Farelerde, 10 μL'lik bir NanoFil şırıngaya6 takılan 36 G künt çelik iğne kullanılarak 160 nL / dak'lık bir akış hızında toplam hacimde 750 nL vektör çözeltisi enjekte edildi. Bu deneyler, transgenin, sıçanların ve farelerin pons ve orta beynindeki aksonlarda verildiğini ve ifade edildiğini gösterdi. Benzer şekilde, sol vagus sinirinin dorsal motor çekirdeği transgen ile pozitif immünoreaksiyon gösterdi. Bu kanıtlar, doğrudan vagus siniri enjeksiyon yönteminin, hücresel transdüksiyonun beynin çeşitli bölgelerine genişletildiği ve bu da aksonları vagus siniri boyunca yansıttığı gen terapisinde güvenilir bir yöntem olabileceğini göstermektedir. Bununla birlikte, bu yöntemler, enjeksiyon doğruluğunu izlemek için herhangi bir boyanın kullanılmasından bahsetmez.
Burada, klinik öncesi çalışmalarda araştırmacılar için büyük ölçüde geçerli olan toksik olmayan izleme boyaları kullanılarak sol vagus sinirine doğrudan enjeksiyon için bir yöntem açıklanmaktadır. İlaç dağıtımında zorluklara neden olabilecek potansiyel tuzaklar ve bunların üstesinden gelmenin yolları tartışılmaktadır. Bu durumlar, teslimatı neyin başarısız kıldığını ve başarılı hale getirmenin yolunu göstermek için resimlerle gösterilmiştir.
Aşağıdaki protokol, kurumsal etik yönergelere ve Kurumsal Hayvan Bakım ve Kullanım Komitesi'nin (IACUC) onayına uygun olarak yürütülmektedir.
1. Konut hazırlığı
NOT: Bu protokol en az 2 aylık yetişkin sıçanlar içindir. Daha küçük hayvanlar (fareler ve genç sıçanlar dahil) mümkündür, ancak tavsiye edilmez ve çok daha zor olacaktır.
2. Cerrahi öğelerin ve boşluğun hazırlanması
3. Aday ilaç ve izleme boyasının bir karışımının hazırlanması
4. Aday ilaç ve boya karışımının tüpe yüklenmesi
5. Enjeksiyon iğnesinin astarlanması
6. Sıçanın ameliyat için hazırlanması
7. Aday ilacı doğrudan sol vagus sinirine enjekte etmek için sıçan ameliyatı yapılması (Şekil 2, Şekil 3 ve Şekil 4)
NOT: Yöntemin bu kısmı, cerraha yardımcı olması için ikinci bir kişi gerektirecektir.
8. Bir farenin ameliyat sonrası bakımı
Bu çalışmada altı erişkin sıçan (3 erkek ve 3 dişi) kullanıldı. Altı fareden, bir sıçan, enjeksiyon bölgesi etrafında bir boya difüzyonunu gösteren bir başarısızlık enjeksiyonu durumunu göstermek için birden çok kez enjekte edildi Şekil 5A. Diğer tüm sıçanlar, Şekil 4B ve Şekil 5B'de gösterildiği gibi düzgün enjeksiyon ve sinir boya...
Sol vagus sinirine doğrudan enjeksiyon yöntemi, sıçanlarda güvenli bir şekilde ve ameliyat sonrası komplikasyonlar olmadan yapılabilir. Vagus sinirine ilaç verilmesi, otonom sinir sistemini (ANS) hedeflemek için kullanılabilir. Bu, pratik ve orta ila yüksek derecede cerrahi beceri gerektiren bazı kritik adımları içerir.
Bu cerrahi işlem sıçanlarda dengeli genel anestezi gerektirir. Cerrah, özellikle yaşlı sıçanlarda daha iyi bir iyile?...
Yazarlar NR ve XC'nin çıkar çatışması yoktur. RMB ve SJG, vagus sinir enjeksiyonları yoluyla ANS'ye gen transferi ile ilgili fikri mülkiyetin mucitleridir (Amerika Birleşik Devletleri patenti #11,753,655). SJG ve RMB, Taysha Gen Terapileri'nden telif geliri elde etti ve SJG, Taysha Gen Terapileri'nden danışmanlık geliri elde etti.
UT Güneybatı Hayvan Kaynak Merkezi Tesisine sıçan cerrahi alanı düzenlediği için teşekkür ederiz. Bu çalışma için finansman aşağıdaki kaynaklar tarafından SJG'ye sağlandı: NIH/NINDS R01 NS087175, Hannah's Hope Fund ve Taysha Gene Therapies.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
1 mL BD Tuberculin Syringe with Detachable 25 G x 5/8". Needle | Becton, Dickinson and Company | SKU:309626 | Used to connect with curved needle to pull the vagus nerve and hold it at the time of injection. |
0.5% Bupivacaine Hydrochloride Injection | Hospira | NDC 0409-1162-19 | Local anesthetics used to anesthetize local tissue. |
100 mL 0.9% Sodium Chloride Irrigation USP | Stericare Solutions | Item #6240 | Normal saline, used to rehydrate rat and tissue. |
20 Blunt, Retractor Tips, 7.5 mm | Kent Scientific Corporation | Surgi 5018 | Used to pull apart and hold tissues at the time of surgery. |
3 mL BD-Luer-Lok Syringe, Sterile, Single Use | Becton, Dickinson and Company | SKU # 309657 | Used to inject saline in rat and fill the saline into the Polythene tubing. |
AK-Fluor10% | Akorn | NDC 17478-253-10 | Fluorescein dye visible within the nerve. Used to track injection fidelity. |
Animal Weighing Scale | Kent Scientific Corporation | SCL 4000 | Used to measure body weight of rat. |
Ansell ENCORE Perry Style 42 PF Surgical Gloves | Ansell | ASTM D3577 | Sterilie glove, it is used at the time of surgery by a surgeon. |
Artificial Tears Ointment 3.5g | Pivetal | NDC 46066-753-55 | Used in eyses to prevent excessive dryness of eyes. |
Baby-Myxter Hemostat | Fine Science Tools | 13013-14 | Used to stop bleeding in case of emergency. Also used to bend the 25 G x 5/8" in needle. |
BD Intramedic PE Tubing | Becton, Dickinson and Company | 14-170-12A | Used in the injection set up system to connect with Hamilton needle and NanoFil Needles. It also holds the injection mixture. |
BD Precison Glide Needle, 25 G x 5/8" | Becton, Dickinson and Company | REF#305122 | Used to inject saline in rat, and to make a curved needle. |
BD Precison Glide Needle, 27 G x ½" | Becton, Dickinson and Company | REF#301629 | Used to fill sterile saline into the BD Intradermic tubing. |
Benchmark Accuris ”NextPette” Variable Volume Pipette Micro Starter Setincludes 4 pipettes: 10/20/200/1000 μL, plus stand | MilliporeSigma | BMSP7700S1 | Used to pippette sterile solution. |
Betadine, Povidine Iodine 10% | Honestmed | 67618015017 | Used to disinfect the surgical area. |
Carprofen Injectable solution 50 mg/mL | Supplied by Covtrus (6451506845) | SKU 591149 | In our case, we used diluted carprofen at the dose rate of 5 mg/kg provided by the Animal Resource Center of University of Texas Southwestern Medical Center. |
Curved needle (custom made) | Becton, Dickinson and Company | REF#305122 | BD PrecisionGlide 25 G x 5/8" in needle is curved to 90 degrees with the help of a hemostat. The tip of the needle is made blunt. It needs to be sterilized before use. It is used to hook the vagus nerve and hold it at the time of separation and injection. |
Dissecting microscope | Motic | SMZ-171-BLED (Binocular with Lights) | Used to magnify the crifical anatomical area at the time of vagus nerve separation, injeciton, and to check injection leakage. |
Drape sheet | Dynarex | Reorder#8122 | Used as drape after sterilization. |
Dukal Cotton Tip Applicators, Non-Sterile | Dukal | Item 9003 | Used to blunt separation of tissue, needs to sterilize before use. |
Dumont #7 - Fine Forceps | Fine Science Tools | 11274-20 | Used to separate the left vagus nerve from common carotid artery. It is curved so easy to use. |
Ethicon PDS II Undyed Monofilament Suture - SUTURE, 4/0 18 PDS II CLR MONO PS | Ethicon | VA - Z682G | Used in suturing the wound. |
Ethilon Nylon Suture Black Monofilament | Ethicon | 1856G | Used in suturing the wound if non-absorbale suture is used. Also used to hook the rat tooth to fix nose inside the nose cone. |
Fine Forceps - Mirror Finish | Fine Science Tools | 11412-11 | Used at the time of vagus nerve separation from the common carotid artery. This is straight. |
Fine Scissors - Sharp | Fine Science Tools | 14060-09 | Ued to cut tissue. |
Hamilton cleaning solution | Hamilton | HT18311 | Used to clean the Hamilton after use. |
Hamilton Needle, 27G, Small Hub RN Needle, 2”, PT3, 6/PK | Hamilton | 7762-01 | Used to connect BD Intramedic™ PE Tubing. |
Hamilton Syringe , 710RN | Hamilton | 7638-01 | Used to hold drug at the time of vagus nerve injection. |
Insulin Syringe | EXEL INT, Comfort point | REF 26027 | Used to inject carprofen and local anesthetics. |
Lidocaine 2% Injection | Covetrus | Reorder#002468 | Used to mix with Bupivacaine and inject at the site of incision. |
Luxol Fast Blue MBSN | Acros Organics | 212170250 | Dye visible within the nerve, used to mix with drug so that injection mixture is visible. |
Micro Bead Sterilizer with Glass Beads | Fine Science Tools | Item No. 18090-46 | Used to sterilize surgical tools in between the rat surgery. |
NanoFil Needles-NF35BV-2 | World Precision Instrument | NC9708956 | Used to inject drug - dye mixture inside the vagus nerve. |
Olsen-Hegar Needle Holders with Suture Cutters | Fine Science Tools | 12002-12 | Used in wound suturing. |
Parafilm M Laboratory Wrapping Film, 4 Inches x 125 Feet, 1 Roll per Box, 12 Count | Honestmed | PM#996 | Used to hold the aliquoted 5 uL of drug-dye mixture so that loading of drug-dye mixture into the BDTM intradermic tubing is accurate. |
PDI Alcohol Prep Pads | Honestmed | NDC 10819-3914-2 | Used to disinfect the surgical area. |
Premium Care Sterile Type VII Gauze Sponges, 8-Ply, 2" x 2" | Dukal | Item C5119 | Used as cushon under the neck of rat at the time of surgery. |
Press’n Seal Cling Film | Glad | Used to cover a rat at the time of surgery like a drape. | |
Rat Retractor Set | Kent Scientific Corporation | Surgi 5002 | Used to keep the incision open so that it is easy to separate the vagus nerve from the carotid artery. |
RightTemp Jr. | Kent Scientific Corporation | 20.3 cm W x 25.4 cm L (8 in W x 10 in L), used to keep rat warm. | |
S&T Forceps - SuperGrip Tips | Fine Science Tools | 00632-11 | Used at the time of suturing to hold tissue without damage. |
S&T Suture Tying Forceps | Fine Science Tools | 00272-13 | Used to tight the suture. |
Scalpel blade #15 | Fine Science Tools | 10015-00 | Used to make an incision in the skin at the ventral side of neck. |
Scalpel Handle-#7 | Fine Science Tools | 10007-12 | Used to hold the scalpel blade. |
Syringe Pump | KD Scientific | 78-81-8052GL | Serial #D107034, Model#LEGATO-180, is a programmable pump that can pump small volume of mixture under a program. |
TipOne Filter Tip Refill Starter Systems | USA Scientific | Item #1120-3510 | Used to pipette the drug and dye mixture. |
Vaporizer for Isoflurane, Funnel Filled | Kent Scientific Corporation | Vetflow 1231 | Used to anesthetize rats. |
Vetbond Tissue Adhesives | 3M Science Applied to Life | ID B00016067 | Used to seal tissue at the site of cut wound if suturing is not perfect. |
Wahl BravMini+ Professional Cordless Clipper Kit | Kent Scientific Corporation | CL7300-Kit | Used to cut hair of rat. |
Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi
Izin talebiThis article has been published
Video Coming Soon
JoVE Hakkında
Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır