כאן נתאר פרוטוקול כדי למדוד את קצב הסינון glomerular (GFR), בהכרה, לנוע בחופשיות עכברים באמצעות צג GFR דרך העור.
ניתוח transdermal של קצב הסינון glomerular (GFR) הוא שיטת הוקמה המשמש להערכת תפקוד כלייתי עכבר ועכברוש, דגמים של אי-ספיקת כליות חריפה, מחלת כליות כרונית. בשיטת המדידה מורכב גלאי קרינה פלואורסצנטית ולמחקר מחוברת ישירות על העור בחלק האחורי של חיות בהכרה, נעה בחופשיות, מודד את הפרשה קינטיקה של מעקב GFR אקסוגני, fluorescein-isothiocyanate (FITC) sinistrin מצומדת (אינולין אנלוגי). מערכת זו תואר בפירוט בחולדות. עם זאת, בשל גודלם הקטן יותר, מדידה של GFR transcutaneous בעכברים מציג אתגרים טכניים נוספים. במאמר זה אנו מספקים לכן המדריך הראשון מעשי מפורט על השימוש צגים GFR transdermal בעכברים בהתבסס על החוויה המשולבת של שלושת הבלשים שונים מי להיות ביצוע וזמינותו הזה בעכברים על פני מספר שנים.
השימוש transcutaneous GFR צגים בעכברים דווחה לראשונה על ידי שרייבר ועמיתיו בשנת 2012, אומתה על ידי השוואת מידות GFR שהושג באמצעות טכניקה זו, עם תוצאות מתקבל על ידי מדידה ישירה של אישור בולוס FITC-sinistrin דם טורי דוגם1. עד כה, היו 35 פירסומים שבהם צגים GFR transcutaneous היו בשימוש אצל חולדות ועכברים (רשימה המתעדכנת בקביעות של כתבות העת ואת התקצירים ועידה אשר שימשה את הצג GFR פרה ניתן למצוא MediBeacon אתר2). מידות GFR transdermal חולדות ועכברים שתיארנו במספר פרסומים1,3,4,5, והוא מדריך וידאו הממחיש את השימוש בחולדות שפורסמו6. עם זאת, מדידה בעכברים מציג אתגרים טכניים נוספים. כאן, אנו מספקים את המדריך הראשון מעשי מפורט על השימוש transdermal צגים GFR בעכברים.
ישנן מגוון סיבות מדוע חוקרים מתחילים בעד השימוש transdermal צגים GFR להעריך תפקוד כלייתי במודלים מכרסמים. Transdermal מדידה של FITC-sinistrin סיווג הוכח לספק מדד רגיש ומדויק יותר של תפקוד כלייתי לעומת הפרמטרים המסורתי של תפקוד הכליות כגון סרום קריאטינין ודם אוריאה חנקן (BUN)7, 8. על-ידי יישום אלגוריתם הערכה משופרת, פרידמן ועמיתיו הוכיחו כי המערכת מגיעה דיוק להשוות תקן זהב, הטכניקה אינפוזיה קבוע עבור GFR מדידה3. מחקרים שנעשו לאחרונה הראו גם כי ניתוח רציפים באמצעות צגים GFR transcutaneous יכול לשמש ללמוד מוקדם שינויי תפקוד הכליות, כמו גם שחזור פונקציונלי לאחר אינדוקציה של אי-ספיקת כליות חריפה (אקי) ללא הפרעה עם דם החיה אמצעי אחסון או ספיקת הדם, מאז וזמינותו אינה דורשת רציפים דם הדגימה9,10. היכולת למדוד GFR ברמת דיוק גבוהה ורגישות שוב ושוב על אותה חיה הופכת טכניקה זו אטרקטיבי עבור מגוון רחב של דיסציפלינות מחקריות שונות. צגים GFR transdermal שנוצלו על ידי חברות התרופות כדי להעריך את הרעילות של תרכובות הרומן, כמו גם באוניברסיטאות למחקר בסיסי והתרגום.
כתב היד הזה בסרטון הדרכה המלווה את מספקים הנחיות מעשיות לשימוש של transdermal GFR צגים בעכברים. השלבים הקריטיים ביותר בהליך הם החזקה נכונה של המכשיר על החיה הגב, והגלישה בבטחה את הקלטת סביב הבטן. התנוחה הטובה ביותר או מעט ימינה או שמאלה של האמצע, מעל קשת הצלעות. תיקון, התקן צריך להיות מחובר היטב על העור, אך הם לא צריך להיות כל-כך חזק. שהם להגביל את הנשימה, התנועה, או להשפיע על זרימת הדם לעור מתחת המכשיר, כמו זה יוביל למדידות פגום/לא מדויק. בנוסף, מאז ניטור מתרחשת בעכברים בהכרה לאחר הם התאוששו מן ההרדמה, לתקן את המיקום של המכשיר מצד הגוף עם הפרעה הנמוך מתוצאות תנועה במדידות transdermal עם חפצי אמנות תנועה קטנה. מסיבה זו, חשוב כי המכשיר אינם ממוקמים קרוב העליון בגפיים כך העכברים יכול לנוע בחופשיות את הכתפיים שלהם.
זה חשוב depilate העכברים 1-2 ימים לפני המדידה GFR, כמו אפילציה משפיע על מידת הסיווג FITC-sinistrin, עם נתונים ראשוני המציין את אפילציה מיד לפני המדידה של transdermal GFR מגביר לכאורה מחצית החיים של FITC-sinistrin. מנגנון זה אינו ידוע. לכן, על מנת לקבל מדידות אמין על נקודות זמן מרובות, בין ניסויים, מומלץ depilate העכברים מראש, כדי לאפשר לעור להתאושש תהליך זה לפני שתמשיך עם GFR מדידות. אפילציה קרם לא צריך להיות מוחל על אותו אזור של העור בתוך 72 h של יישום מראש, כדי למנוע נזק כימי על העור. במקרים רבים, הפרווה מחדש את הצמיחה לוקח כמה ימים או שבוע, אז יישום מחדש של אפילציה קרם בתוך 72 h בקלות ניתן להימנע.
כי למעלה ל- 50% של סרום קריאטינין מופרש על ידי סעיף צינורי עכברים13, כי אין התחדשות מוגברת של שתנן מ בקוריאנית כליות כאשר עכברים מיובש14, סרום קריאטינין לחמניה הם סמנים המסכן של תפקוד הכליות. עם זאת, בגלל הנוחות שלהם, אלה מבחני להמשיך לשמש המדד המרכזי של תפקוד כלייתי מחקרים פרה של אקי, CKD בעכברים. עם זאת, בקנה אחד עם תרומה עיקרית של הפרשת צינורי כדי קריאטינין הפרשה בעכברים עם נורמלי או בסמוך לשם תפקוד כליות תקין13, סרום קריאטינין הראו מתאם קטן עם סיווג FITC-sinistrin במחירים סיווג גבוהות (נמוך FITC-sinistrin half-life), המציין את קריאטינין הוא מדד רגישות של תפקוד כלייתי אצל עכברים עם אי-ספיקת כליות קלה. לעומת זאת, בעוד לחמניה להרכב טוב FITC-sinistrin סיווג בעכברים עם פגיעה כלייתית קלה, יש עניים קורלציה בין סיווג לחמנייה או FITC-sinistrin בעכברים עם אי-ספיקת כליות חמורה יותר (FITC-sinistrin גבוהה מחצית חיים). זו נגרמת ככל הנראה על ידי אפקטים של התחדשות אוריאה המשויך התייבשות אצל בעלי חיים חולים עם אי-ספיקת כליות חמורה.
היתרון העיקרי של המדידה GFR transdermal, לעומת כל סיווג בולוס אחרים או אינפוזיה קבוע שיטות למדידה GFR, היא כי הוא אינו דורש אוספים בדם או בשתן מתוזמן היטב. אלה יכולים להיות מאתגרים במיוחד בעכברים כפי שהם אמצעי אחסון נמוכה בדם הכולל והפלט השתן לעומת חולדות. יתר על כן, עכברים צריכים להיות מטופלים רק עבור קובץ מצורף של המכשיר, הזרקה, אך לא עבור venipunctures מרובות, כנדרש עבור בולוס קלאסית אישור ניסויים15. יתר על כן, משך הזמן של הרדמה קצר, ככזה זה אפשרי לבצע מדידות חוזרות ונשנות בעכברים בודדים לאורך זמן. התדירות שבה מדידות יכול להתבצע בעיקר תלוי מצב בריאותו של העכברים, כשרון של החוקר זריקות תוך ורידי, ולתקנות מוסדיים מקומיים על הפעלות חוזרות הרדמה. בעכברים בריאים, שציווית, יכול להתבצע transdermal GFR מדידות מדי יום, עם תופעות מינימליות או לא שלילית על העכבר. עם זאת, פצוע עכברים הסובלים אקי או CKD צפויים לסבול הפעלות חוזרות הרדמה, כמו גם עכברים בריאים, ולכן צריך להיות מופחת התדירות של מדידות.
המגבלה העיקרית של המדידה GFR transdermal, לעומת שיטות סיווג בולוס למדוד GFR בעכברים הוא קינטיקה הפרשה נמדדים רק כמו שינוי עוצמת קרינה פלואורסצנטית יחסית לאורך זמן, ולא כפי ריכוזים מעקב מוחלטת. בגלל זה, זה אפשרי רק למדוד את קצב קבוע דעיכה מעריכית יחיד של הפרשה קינטי, המהווה הערכה מאוד קרוב של GFR מנורמל חוץ-תאי אחסון16. כדי לבטא GFR ב mL/min, נפח חוץ-תאי של החיה יש להערכה באמצעות פקטור המרה שהוקמה במחקרים קודמים שבהם היו מדידות סימולטני של פלזמה ריכוזים של FITC-sinistrin תרגיל1. עם זאת, גורם המרה זה עשוי לא כראוי מעריכים כרכים נוזל חוץ-תאי באותה מידה גם בעכברים כל, מאז נפח נוזלים עלולים להיות מושפעים על ידי מגוון של גורמים חיצוניים, כולל גיל, סקס, מצב הידרציה (אשר עשוי להיות מושפע כירורגי התערבויות וכן אי-ספיקת כליות), ומשקל17. אולם, בניגוד בולוס מינון שיטה להערכת GFR בעכברים, transcutaneous מדידה GFR הוא להשתנות פחות תלוי המפעיל כפי לא ישפיע על ידי שגיאות מינון או שגיאות תזמון האוספים דם.
מגבלה נוספת לשיטת המדידה של GFR transcutaneous הוא כי משמרות אות בסיסית עלולה להתרחש במהלך המדידה בשל הלבנת העור fluorophores, ההרדמה הנדרש להזרקה המצורף, מעקב המכשיר. מגבלה זו זו נדונה על ידי פרידמן ועמיתיו על-ידי יישום של אלגוריתם תיקון3. מימוש אלגוריתם זה הוביל לשיפור דיוק של הטכניקה transdermal להשוות טכניקה אינפוזיה מתמדת של הערכת GFR.
שאלה שכיחה היא אם עור פיגמנטציה ב העכבר שונים זנים משפיעה transdermal את סיווג FITC-sinistrin. עור פיגמנטציה מפחיתה את עוצמת האות FITC-sinistrin מאז פיגמנטים כהים סופג את עירור כחול, ירוק הפליטה אותות מן המידות FITC-sinistrin. עם זאת, שיעור הפרשה של FITC-sinistrin אינה תלויה הכולל אות בעוצמה. יתר על כן, בעוד האות נמדד הוא נמוך, האות רקע גם הוא נמוך בעכברים פיגמנט. כי האות הרקע הוא תערובת של autofluorescence של העור fluorophores השתקפות האור עירור, מצאנו כי היחס אות רקע-כדי-מקסימום הוא דומות, או אפילו יותר טוב, בבעלי חיים פיגמנט. בנוסף, התנועה חפצים, אשר נגרמות על ידי חשיפה של העור שמסביב משתקף האור, מופחתים בעכברים פיגמנט מאז האור משתקף גם נספג על ידי פיגמנט העור.
לסיכום, הטכניקה הוצגו מאפשר מדידה מדויקת של GFR ב בהכרה, לנוע בחופשיות עכברים לכל סוגי העור. הטכניקה היא עצמאית של לקיחת דמים, ניתן להשתמש שוב ושוב על אותה חיה תצפיות האורך במודלים CKD, כמו גם עבור המדד של שינויים מהירים של GFR להתרחש לאחר אינדוקציה של אקי.
The authors have nothing to disclose.
עבודה זו נתמכה על ידי המרכז ואנדרבילט עבור מחלת הכליה (VCKD), מומן בחלקו על ידי המענקים הבאים: משרד ההגנה PR161028 ו- R01DK112688 (מארק דה Caestecker)
אנו להכיר לתמוך LS, PM ו BW על ידי MRC, EPSRC במימון BBSRC בבריטניה הרגנרציה לרפואה פלטפורמה “הבטיחות והיעילות, מקוד ברכזת טכנולוגיות הדמיה” (מר/K026739/1).
Transdermal GFR monitor (comes with 1 device, 2 batteries and 1 charger) | MediBeacon GmbH | TDM-MH001 | Reading software: MPD Lab; Analysis software: MPD Studio |
Additional Batteries | MediBeacon GmBH | PWR-BT0001 | |
Attachment patches | MediBeacon GmbH | small: PTC-SM001; large: PTC-LG001 | |
FITC-sinistrin | MediBeacon GmbH | FTC-FS001 | |
Hypoallergenic silk tape | e.g. Durapore (1538-2), or Kendall (7138C), or Leukosilk (01032-00) | ||
Anaesthesia chamber, isoflurane, oxygen | |||
Heat pad | |||
Electric shaver | |||
Depilatory (hair removal) cream | e.g. Veet or Nair | ||
Cotton buds | |||
Cotton swabs | |||
Timer | |||
Scales | |||
70% ethanol wipes |