Livraison directe de médicaments au rein par l’intermédiaire de l’artère rénale
Summary
Ce manuscrit décrit une méthode pour la livraison ciblée à un rein simple par l’intermédiaire d’un cathéter placé dans l’aorte abdominale infrarenal dans la souris.
Abstract
Il est nécessaire d’avoir des injections dirigées pour permettre une exposition rénale accrue et spécifique pour une évaluation efficace des cibles de médicaments dans le domaine de la recherche rénale. L’accumulation de médicaments dans certains organes peut donner lieu à des effets indésirables et indésirables, selon la nature de l’injection. Pour minimiser les retombées et/ou l’accumulation dans d’autres tissus, la méthode décrite ci-dessous dirige la formulation dans le sang de l’artère rénale en insérant un cathéter dans l’aorte rénale infra, juste en dessous de l’endroit où elle se ramifie dans l’artère rénale, ce qui entraîne le rein comme organe atteint pour la première fois et la distribution de la formulation dans tout le rein.
Ce manuscrit fournit une description détaillée de la méthode, ainsi que de ses défis et difficultés. Il guide l’expérimentateur à devenir habile avec ce type de microchirurgie qui nécessite une précision dans des conditions stériles. La vitesse est cruciale pour minimiser l’ischémie et la pratique de la procédure augmentera les chances de succès des injections sans effets indésirables. En modulant le temps entre l’injection et la reperfusion ainsi que le volume injecté, le risque de débordement vers d’autres organes est atténué.
Notez que cette technique convient aux stratégies de dosage unique.
Introduction
Dans le domaine de la recherche préclinique au sein de l’industrie pharmaceutique, le développement de modèles et de méthodes fait partie du travail quotidien. Il y a un intérêt croissant pour la capacité de diriger des drogues aux organes spécifiques, ou même aux compartiments séparés d’un organe, sans débordement/piégeage important, par l’intermédiaire de la circulation sanguine, dans d’autres tissus. Ceci pour permettre une exposition accrue et spécifique pour une évaluation efficace des cibles médicamenteuses dans les modèles de différentes zones de la maladie 1,2,3,4.
Une façon courante de livrer des substances se fait par voies systémiques (p. ex., par la veine de la queue) puisqu’elles sont moins invasives que la méthode décrite dans ce manuscrit. Cependant, l’administration systémique augmente le risque d’augmentation du métabolisme ou de l’accumulation du composé dans d’autres tissus que l’organe cible prévu, en passant par des organes filtrants tels que le poumon, le foie et la rate 2,3,5. En plus de ne pas atteindre le tissu destiné, cela pourrait potentiellement donner lieu à des effets indésirables et / ou indésirables, selon la nature de l’injection. Seules les très petites molécules passent devant les capillaires des organes filtrants et donc la livraison ciblée est particulièrement importante si l’on travaille avec de plus grosses molécules 6.
Pour minimiser les retombées et/ou l’accumulation de la formulation injectée, dans d’autres tissus, la méthode décrite dans les herein dirige la formulation dans le sang de l’artère rénale par un cathéter inséré dans l’aorte abdominale juste en dessous de l’endroit où elle se ramifie dans l’artère rénale, ce qui entraîne le rein comme premier organe atteint. Un autre avantage avec cette administration guidée est qu’une dose/volume inférieur peut être employé afin d’atteindre le même niveau d’exposition que réalisé par l’administration systémique 3.
D’autres voies d’administration ont été explorées, par exemple, les injections par cathéter directement dans l’artère rénale. Dans nos mains, ceci s’est trouvé pour présenter un plus grand risque de défaut de reconstituer la circulation au rein. Le très petit diamètre de l’artère rénale (environ 0,35-0,55 mm de diamètre) rend l’incision relativement grande et présente un risque d’obstruction et/ou d’embolie lors de la fermeture du trou d’entrée. Selon notre expérience des dommages ischémiques liés au rein se sont souvent produits lors de l’utilisation de cette méthode, et nous avons donc développé cette nouvelle façon de cibler avec succès le rein en injectant des substances par incision de l’aorte plus grande pour cibler le rein.
Il existe des techniques similaires en cours de développement chez les rats qui manifeste également les défis et le risque de sténose / thrombose en travaillant avec des injections directement dans l’artère rénale 5. Ceci soutient nos résultats puisque les vaisseaux chez les souris sont encore plus petits.
Ce manuscrit et cette vidéo décrivent, en détail, comment les injections peuvent être dirigées dans l’artère rénale chez la souris par un cathéter inséré dans l’aorte infrarenale, ainsi que des conseils sur la façon de surmonter les difficultés communes dans la procédure, de travailler de la manière la plus sûre possible et ainsi augmenter la reproductibilité.
Protocol
Representative Results
Discussion
Cette méthode a réussi à fournir des formulations au rein sans causer de dommages rénaux. Il peut être utilisé pour la livraison de n’importe quel type de formulations (p. ex., petites molécules, cellules souches/progénitrices ou microvesicles). La méthode peut être appliquée chez les animaux en bonne santé ou dans les modèles de maladies rénales.
Dans la figure 2 et la figure 3,l’histologie est présentée. La figure 2 montre l’histologie 180 minutes après la perfusion, tandis que la figure 3 montre l’histoire 7 jours après l’infusion. La raison en est que les expériences avec l’artère rénale n’ont été que de 180 minutes. Pour être sûr que nous n’avions pas de dommages chroniques avec cette nouvelle méthode, nous avons délibérément attendu 7 jours pour les évaluer. Le n-nombre est petit, mais ce n’est qu’un exemple.
Notez que cette nouvelle méthode d’administration d’aorte pour cibler le rein est une méthode invasive avec un débit relativement faible et convient aux stratégies de dosage unique seulement. Le dosage répété n’est pas possible avec cette méthode.
Avec des ajustements mineurs des emplacements de ligature cette méthode pourrait éventuellement être employée pour infuser les deux reins simultaniously5,7. Avec le risque accru de débordement par ramification aortique nous avons décidé de maintenir la ligature occluding aussi près du rein que possible, menant l’injection au rein gauche seulement. Il peut également être utilisé en plus d’autres modèles ou techniques comme l’uninephrectomy ou peut-être même simultanément des lésions rénales de reperfusion d’ischémie (IRI). À notre avis, faire l’injection seulement 24 heures après la chirurgie IRI3 est trop sévère et affectera le rétablissement de l’animal considérablement.
Lors de l’utilisation de nouvelles souches de souris, il faut toujours effectuer une expérience pilote sur certains animaux de cette souche pour s’assurer que la méthode n’a pas besoin d’être ajustée d’une manière ou d’une autre. Par exemple, dans certaines souches, la ramification du navire de l’aorte peut être positionnée un peu différemment. La position des ligatures peut changer quelque peu pour s’assurer que la formulation se retrouve au bon endroit.
déshydratation
L’ouverture de la cavité abdominale pose un grand risque de déshydratation. Il est donc impératif d’ajouter des liquides (environ 37 °C) pendant et après la chirurgie pour assurer une bonne base pour la récupération postopératoire. Nous donnons habituellement 1 mL/souris .c. post-chirurgie.
ischémie
Le temps prolongé de chirurgie ou si l’échec d’atteindre la recirculation complète aura comme conséquence l’ischémie. Il est important d’enregistrer le temps réel d’ischémie et de s’assurer que la circulation vers le rein (et les pattes arrière) sont restaurées. La formation constante et la fraîcheur des compétences sont, comme toujours, importantes. Effectuer la procédure plus rapidement réduit le temps que le rein est exposé à l’ischémie. Garder le temps ischémie (ligature de l’aorte) à environ 5 min (10 min max) a été montré pour ne pas nuire au rein.
retombée
Compte tenu du risque de débordement vers d’autres organes lorsque la formulation injectée est de nouveau entrer dans la circulation par la veine rénale, le volume injecté doit être maintenu au minimum. Nous recommandons un volume maximum de 50 μL. Dosage a également été trouvé, par d’autres, pour être un facteur critique pour l’efficacité3.
Effets indésirables (thrombose et paralysie)
Initialement, lors de la mise en place du modèle, nous avons connu des problèmes non cohérents avec la paralysie dans les jambes arrière. Après dose pertinente d’anticoagulant (10 UI d’héparine dans la veine de queue) preoperatively, cet effet défavorable a été sensiblement diminué. Après avoir consulté des experts dans le domaine, nous avons également commencé à être encore plus prudents dans le travail avec la chirurgie atraumatique, ce qui signifie pas de pincement dans les tissus et toucher aussi peu de zones que possible. Ces mesures prises ensemble ont réduit la fréquence de la paralysie d’environ 50 % à pratiquement aucune.
Au commencement pendant le développement de méthode, nous avons appliqué le tissu d’anticoagulant sur l’artère rénale pour fermer le trou d’incision. Cela n’a pas été possible lors des injections dans l’aorte puisque la pression est tellement plus élevée dans l’aorte. L’anticoagulant augmente également le risque de thrombose s’il entre dans le lumen de navire.
Assurez-vous de ne pas avoir adventitia exposés dans le lumen de l’aorte lors de la suture depuis adventitia est très thrombogénique. Évitez également d’inverser les bords des plaies ou de rétrécir l’aorte en suturant à la cuisse.
Nous avons maintenant une méthode établie pour fournir des formulations directement au rein.
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Merci à René Remie du RRSSC de m’avoir aidé à affiner la technique et aux laboratoires Instech pour leur collaboration dans la production d’un cathéter spécialement conçu. Un grand merci également à tous les collègues d’AstraZeneca R&D pour des discussions productives avec des trucs et astuces ainsi que Xerox pour avoir terminé la vidéo avec du son.
Materials
| Blunt hook 5mm 8/pack | Cooper surgical | 3316-8G | |
| ETHILON Nylon Suture 11/0 | Ethicon | W2881 | For vessel |
| Microsurgery forceps curved | Karo Pharma | FRC-15 RM-8 | |
| Microsurgery forceps straight | Karo Pharma | FRS-15 RM-8 | |
| Mouse renal artery cannula, 3mm 32ga stainless steel, 10cm 2Fr PU, fits 25ga | Instech | C07SS-MRA1813 | |
| Vicryl, 6-0, BV-1 needle | Angthos | W9575 | For abdominal cavity |
References
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