אנו מתארים שיטה למקד תרופות למערכת העצבים המרכזית או על ידי השתלת קטטר או ביצוע הזרקת בולוס לתוך החדר לרוחב הנכון בעכברים. אנו מתמקדים באופן ספציפי על המשלוח של אנטיסנס. טכניקה זו היא להתאמה בקלות לתרופות אחרות ולחולדות.
בשל חוסר יכולת לחצות את מחסום הדם במוח, תרופות מסוימות צריכים להיות מועברות ישירות למערכת העצבים המרכזית (CNS). המעבדה שלנו מתמקדת במיוחד באנטיסנס (Asos), אם כי ניתן להשתמש גם בטכניקות שמוצגות בסרטון כאן כדי לספק שפע של תרופות אחרות למערכת העצבים המרכזית. אנטיסנס (Asos) יש לו את היכולת למציאת מטרות רצף ספציפית 1, כמו גם יחסי איזופורם מעבר של גנים ספציפיים 2. כדי להשיג מציאה גן נרחבת או שחבור במערכת העצבים המרכזית של עכברים, Asos יכול להיות מועבר למוח באמצעות שני מסלולים נפרדים של ממשל, אשר שניהם אנו מדגימים בוידאו.
השימושים הראשונים Alzet משאבות אוסמוטי, מחוברות לקטטר שמושתל בניתוח לתוך החדר לרוחב. זה מאפשר את Asos להיות חדור ברציפות לתוך מערכת העצבים המרכזית לתקופה מוגדרת של זמן. השנייה כרוך בהזרקת בולוס יחידה של ההייריכוז של GH ASO לתוך החדר לרוחב הנכון. שתי השיטות להשתמש במערכת חדרית מוחין העכבר כדי לספק ASO לכל המוח וחוט השדרה, אם כי בהתאם לצרכים של המחקר, שיטה אחת עשויה להיות מועדפות על פני אחרים.
חלק מהתרופות אינן מסוגלות לחצות את מחסום דם המוח (BBB), הדורשות מערכת עצבים ישירה מרכזית (CNS) מסירה. כדי לעקוף את BBB, יכולות להיות מועברות תרופות ישירות לתוך המוח תוך שימוש בשיטות שתוארו. בעוד המעבדה שלנו וההתמקדות במסמך מפורטת על נייר אנטיסנס (Asos), תרופות אחרות, כגון מולקולות קטנות, נוגדנים, וקטורי ריפוי גנטיים, וכו '., יכולים גם להיות מועברים דרך מדויקת באותה הגישה.
חלבונים מסוימים לשחק תפקיד מרכזי בפתוגנזה של מחלות ניווניות. חלבונים כאלה לעתים קרובות בצורת מינים רעילים ומצטברים לאגרגטים, מה שמוביל למוות עצבי וסופו של דבר מחלה נוירולוגית לאחר 3-4. במאמץ להאט או אפילו לעצור את ההתקדמות של מחלות אלו, אופציה טיפולית אחד יכולה להיות ישירות היעד להקטין את החלבון סיבתי. עם זאת, חלבונים אלו נמצאים לעתים קרובות כל מקום בגוף דרך מערכת העצבים המרכזית, ולכן קשה לדואר ffectively למקד אותם בקנה מידה עולמית.
על מנת למקד את הגנים לאורך כל מערכת העצבים המרכזית, שננהל Asos לעכבר בנוזל המוח והשדרה (CSF) דרך החדר לרוחב כדי לעקוף את BBB. השיטה ספציפית זו מנצלת את מערכת חדרית העכבר שרוחצת את כולו המוח וחוט השדרה, המאפשרת הפצה נרחבת של Asos. אנו משתמשים בAsos כי הם 18-20 כמו מולקולות רנ"א mer שקושרים ישירות את רצף ה-mRNA והיעד, בהתאם לשינויים הכימיים אסו, שני) לגייס RNase-H כדי לבזות את ה-mRNA שמוביל למציאה או B) לעבור שחבור חלופי 1 , 2,16,17. יצוין, כי קיימות מספר מולקולות לדריסת חלבון מסוים in vivo, כולל shRNA. מאז מולקולות אלה אינן במוקד מאמר זה, אנו מכוונים את הקורא לעיין במאמרים שמנגנונים טובים יותר פירוט מציאה של פעולה ואת יתרונות / חסרונות של כל אחד 5-6.
> "Jove_content בעבודה לפני, יש לנו להשתמש Asos למקד סופראוקסיד החלבון 1 סופראוקסיד (SOD1) במודל עכברים מהונדס של טרשת לרוחב amyotrophic (ALS) 7 (איור 4). מוטציות בSOD1 להתרחש בכ -2% מכל ALS 8 מקרים, למרות שזה כבר שערנו לאחרונה כי SOD1 עשוי לשחק תפקיד חשוב בALS ספוראדי גם 9-10. ידי SOD1 רמות הכולל בעכברים המהונדס ALS, ההישרדות יורד לאחר ההופעה הייתה גדלה באופן משמעותי 7. נתונים חשובים אלה היו ראשון כדי להראות שטיפול ASO של מערכת העצבים המרכזית יכול להיות השפעה חיובית עמוקה על מודל מחלה נוירולוגית. מאז, Asos ממוקד לSOD1 אדם נכנס והושלם בהצלחה שלב I בניסוי קליני בבני אדם עם תופעות לוואי מינימאליות (Clnicaltrails.gov NCT01041222) , כפי שהוצג באקדמיה 2012 64 th השנתית האמריקנית לנוירולוגיה. מתכנן להעביר את Asos קדימה לשלב II של ניסויים כרגע בעיצומו. <pclass = "jove_content"> בעוד מיקוד SOD1 היה ההפגנה הראשונה של שימוש Asos לטיפול במחל נוירולוגית, כמה מחקרים אחרים שכן בוצעו מסתכלים על מחלות שונות ומטרות החלבון שלהם. בשנתי 2010 ו -2011, Asos כי שחבור המשמרת של הישרדות החלבון של הנוירון מוטורי 2 (SMN2) היה בשימוש במודלי עכבר מהונדס של ניוון שרירים השדרה (SMA) והביא לשיפור משמעותי בפנוטיפים המחלה 11,12. Asos השחבור אלה נמצאים כעת בשלב הראשון של הניסויים קליניים בילדים עם SMA (Clinicaltrails.gov NCT01494701). בנוסף, הוכיח לאחרונה כי ממשל זמני של Asos ממוקד נגד גן huntingtin הצליחו להציל את מודל העכבר של הנטינגטון באופן דרמטי, גם לאחר שרמות חלבון huntingtin חזרו לבסיס 13.בכל המחקרים הללו, Asos הועברו לחדר לרוחב לירידה ברמות גנים כלל או לשנות שחבור גן דרךאת כל מערכת העצבים המרכזית. שני משאבות האוסמוטי וזריקה בולוס בודדת יכולים לשמש כדי לספק לAsos CSF. משאבות מאפשרות משלוח איטי, מתמשך, ואילו intracerebroventricular בולוס (ICV) הוא, הזרקה חד פעמית מהירה. יש לנו להשתמש בשתי השיטות הללו עם הצלחה, למרות שיש לנו לא דיווחו על ההשוואה הישירה בין המשאבה ובולוס בקו מהונדס אחת.
שימוש Asos של מערכת העצבים המרכזית הוא דרך רב עוצמה לירידה ברמות סך חלבון ו / או שינוי שחבור של כמה חלבונים. בעוד אנו משתמשים באופן בלעדי Asos כטיפול בהפרעות נוירולוגיות, אנו מכירים בכך שגם בתחומים אחרים עשויים להפיק תועלת מהטכניקה הזו. כל עוד החלבון של העניין באו לידי ביטוי במערכת העצבים המרכזיים, והמטרה הסופית היא להגיע למערכת העצבים המרכזית שינויים רחבים בביטוי גנים, תוך שימוש בטכניקות Asos הפגינו עשויה להיות מאוד שימושי.
היכולת לספק תרופות ברחבי העולם במערכת העצבים המרכזית, כפי שמוצג בסרטון היא טכניקה חזקה מאוד כי הוא קל ללמוד ולהשתמש בשניהם. בעזרת תרגול, ניתן להשלים השתלת משאבה בודדת או בולוס ICV ב 10 דקות, מה שמאפשר לקבוצות גדולות של עכברים שיתייחסו אליו באותו הזמן. התכונה זו שימושית במיוחד עבור מחקרים עם readout התנהגותי, כמו מספרים גדולים יותר להתנהגות עכבר הם קריטיים כדי לעזור לראות הבדלים משמעותיים.
בהתבסס על החוויות שלנו ומספקת Asos באמצעות משאבות וזריקות בולוס, ראו כמה יתרונות וחסרונות לכל שיטה. יש לציין כי אלה הם חוות הדעת במעבדה שלנו ולא יכול להיות נכון לכל דגמי העכבר וחולדה.
אנחנו מוצאים את יתרון של שימוש במשאבות הוא היכולת שלהם לספק כמות גבוהה של ASO מאז ASO מופץ על פני תקופה ארוכה יותר של זמן. זה בדרך כלל משווה ל מציאה או שחבור מתמשך זמן רב יותר לאחר פעילASO עירוי, אם כי זה לא תמיד המקרה. המשאבות לאפשר גם למסגרת זמן מדויקת של לידת ASO (14 ימים, 28 ימים, או 42 ימים) וניתן לשנות את משאבות פעם אחת כדי לאפשר לעירוי ASO אפילו יותר פעיל. עם זאת, יש לנו לב שמשאבות שינוי יותר מפעם אחת מגדיל את ההשתנות עקב היווצרות של כיסים סיביים סביב המשאבה המונעת מספיגת נוזלים כמו שצריך משאבה. חסרון של המשאבות הוא שכמה עכברים לא לסבול כמו גם לאחרים את המשאבה. אם הקו המהונדס שאתה עובד איתו הוא שביר יותר, משאבה עשויה להיות מסורבלת מדי. את המשאבות גם צריכים להיות הוסרו לאחר העירוי הסופי, חשיפת העכברים לניתוח נוסף והרדמה נוסף. אם עושים את העבודה של התנהגות, זה חשוב במיוחד כדי להסיר את המשאבה ולאפשר לפחות 1-2 שבועות של התאוששות מאז הנוכחות של המשאבה תשפיע על חלק מההתנהגויות בעכברים.
עם ICV בולוס זריקות, יתרון אחד הוא עלות. ישהשקעה מראש לרכוש את המזרקים ומחטים, אבל לאורך זמן, זריקות בולוס הן חסכוניים יותר מכיוון שאין משאבות / צינורות / צנתרים לרכישה. בסך הכל, יש פחות-up לשמור עם זריקות ICV בולוס בשל חוסר cannulas ומשאבות. כמו כן, אנו מוצאים שניתן להשתמש בו כדי לספק בולוס ICV Asos לעכברים צעירים שבירים ו / או יותר. חסרון של בולוס ICV הוא שזה זריקה אחת. לא באותה המידה יכול להיות מועבר ASO הכולל בדרך זו, ואם משך הפעולה של אסו בשימוש קצר, את השפעות מציאה / שחבור תהיה גם להיות קצרות מועד.
שתי משאבות אוסמוטי, כמו גם את בולוס ICV יש לו את היכולת לספק Asos שיכול חלבוני מציאה או לשנות שחבור של גנים במערכת העצבים המרכזית מכרסם שלמות, טכניקה שיש לו יישומים רחבים בתחומים הקשורים למדעי המוח מרובים. אנו ממליצים הטסת שתי שיטות משלוח אם אתה לא בטוח שהתוואי של ממשל הוא מתאים ביותר עבורך שלמחקר pecific.
The authors have nothing to disclose.
ברצוננו להודות לקורט מזר מתרופות איזיס למתן ייעוץ הנוגע לניתוח בולוס ICV, כמו גם תרופות איזיס בכללותו לאספקת המעבדה שלנו עם Asos. יתר על כן, ברצוננו להודות לקארי Shaner לבחינת מאמר זה. תמ וSLD נתמכים על ידי NIH מענקי P50AG005681, K08NS074194, וR01NS078398.
Name of Reagent/Material | Company | Catalog Number | Comments |
PREPARING ALZET OSMOTIC PUMPS | |||
Alzet Osmotic Pump 14 days | DURECT | Model 1002 | |
Alzet Osmotic Pump 28 days | DURECT | Model 2004 | |
Alzet Osmotic Pump 42 days | DURECT | Model 2006 | |
2.5 mm Catheters | PlasticsOne | 3280PM/SPC | Custom ordered to 2.5 mm Catheter Length |
Vinyl Catheter Tubing | DURECT | 7760 | ID: 0.027″, OD: 0.045″ |
0.9% Sodium Chloride, Irrigation, USP | Baxter | 2F7124 | NOT to be used in pumps or tubing |
0.9% Sodium Chloride, Injection, USP | Hospira | NDC 0409-4888-10 | |
p60 Petri Dish (Sterilized) | TRP | 93060 | |
Surgical Blades (Sterile) | Butler Schein | #007319 | |
Latex Surgical Gloves (Sterile) | Micro-Touch | CatNo will depend on size of the gloves needed | |
Sterile Towel Drape | Dynarex | 4410 | |
.2um Syringe Filters | PALL | 4192 | |
1 ml Syringe (Sterile) | BD | 309625 | |
50 ml Conical Tubes | |||
100% Ethanol | |||
PUMP & BOLUS SURGERY PROTOCOLS | |||
Curved Forceps | Fine Science Tools | 11001-12 | |
Curved Hemostat | Fine Science Tools | 13009-12 | |
Fine Sharp Scissors | Fine Science Tools | 14060-09 | |
Curved Blunt Scissors | Fine Science Tools | 14029-10 | |
Bone Cutter | Fine Science Tools | 16104-14 | |
Straight Hemostat | Fine Science Tools | 12002-12 | |
Syringe | Hamilton | 7653-01 | 10 μl gas-tight with removable needles |
Needles | Hamilton | 7758-04 | 26 gauge, Point Style: 2 |
5-0 Nylon Suture Thread | Covidient | SN-871 | |
Alcohol Pads | Select | #521 | |
Cotton Swabs (sterile) | Puritan | REF 806-WC | |
Super Glue | Loctite | Longneck Bottles | |
CAUTION: FastGreen Dye | Sigma | F7252-5G | Wear Eyeshields and Gloves when handling this product |
Antibiotic Cream | |||
Eye Ointment | |||
Electric Shaver | |||
70% Ethanol | |||
10% Provadone Iodine | |||
3% Hydogen Peroxide | |||
Warming Pad | |||
Bead Sterilizer | SouthPointe Surgical | GRM5-1450 | |
Small Animal Stereotaxic | Kopf | Model 940 | |
Nose Cone | Kopf | Model 923-B | |
Ear Bars | Kopf | Model 921 | This model is optional |
Cannula Driver | Kopf | Model 1966 | |
Syringe Holder | Kopf | Model 1972 | |
Temperature Control System | Kopf | Model TCAT-2LV | Optional |
Oxygen/Isoflurane System |