Los métodos para Autoadministración intravenosa en un modelo de ratón
8 de diciembre de 2012
La autoadministración intravenosa (IVSA) paradigma se considera el estándar de oro en el examen de las propiedades reforzantes de las drogas de abuso en los roedores. Este manuscrito describe los procedimientos experimentales y técnicas quirúrgicas necesarias para obtener datos fiables IVSA. En particular, la implantación del catéter meticulosa y mantenimiento están resaltados.
Hola, me llamo Elizabeth Kotick y estoy aquí del laboratorio de la Dra. Katherine Gill en la unidad de adicciones del Centro de Salud Universitario McGill. Hoy les mostraré cómo realizar la cirugía de cateterización necesaria para llevar a cabo estudios de automedicación intravenosa. Les mostraré cómo insertar el catéter, así como algunos consejos para mantener la permeabilidad del catéter.
Durante las sesiones de autominiestración intravenosa de nicotina, los animales se conectan al Tai mediante tubos de plástico y las infusiones de nicotina se administran mediante bombas de infusión acopladas. Las cajas operantes se adquirieron de Med Associates. Cada caja está equipada con dos palancas ultrasensibles para ratón.
Hay algunos elementos que deben prepararse previamente a la cirugía para insertar el catéter en la vena. Es necesario adaptar una aguja de calibre 20 para deslizar el tubo hacia dentro de la vena. Afeite aproximadamente dos centímetros de la parte superior del vástago de la aguja, creando un canal que se utilizará para guiar el tubo del catéter hacia la vena.
A continuación, prepare las jeringas para lavar y comprobar el catéter. Doce centímetros de tubo están conectados en un extremo a la aguja de calibre 26 de la jeringa, mientras que el otro extremo se estira sobre una aguja de calibre 23. Para facilitar la fijación del tubo al cánula del catéter, necesitará dos jeringas como esta: una llena con la solución de T carcin heparinizada y la otra con solución salina.
Por último, prepare la tapa para la cánula del catéter. La cánula del catéter debe taparse para evitar la entrada de residuos. Estas tapas se fabrican estirando un tubo plástico sobre agujas de calibre 23.
El tubo se corta a un centímetro de la punta de la aguja y el extremo abierto se derrite para sellar el tubo; se impulsa suero fisiológico a través de la aguja para asegurarse de que no haya fugas en las tapas. Los catéteres para ratón se obtuvieron de Cam Cs en el Reino Unido. Corte el exceso de tubo del catéter de modo que quede 1,2 centímetros desde el extremo del bulbo del catéter.
A continuación, conecte la jeringa que contiene solución salina a la cánula metálica externa del catéter y realice una irrigación para inspeccionar fugas. Los ratones se anestesian mediante gas de isoflurano mezclado con oxígeno y se mantienen bajo anestesia durante toda la cirugía. Mediante un tubo de respiración, los niveles de oxígeno y de isoflurano se ajustan según el peso corporal del animal y se modifican según sea necesario durante la cirugía; asegúrese de que el animal esté adecuadamente anestesiado pellizcando sus patas traseras con las pinzas y supervise al ratón durante toda la cirugía para detectar dificultades respiratorias y evaluar la profundidad de la anestesia.
Dado que la cirugía dura entre 20 y 30 minutos, aplique un lubricante ocular en ambos ojos. Se afeita al ratón antes de la cirugía. Prepare un espacio para la base del catéter en la espalda del animal.
Levante suavemente la piel de la espalda del animal y realice una pequeña incisión longitudinal en la región interescapular de aproximadamente dos centímetros de longitud, comenzando en la mitad de la espalda y extendiéndose justo por debajo del cuello. Separe mediante fuerza el tejido conectivo para crear espacio para la base del catéter y aplique solución salina sobre la incisión.
Sujete suavemente la piel en ambos lados de la incisión y júntela, luego gire al animal. La vena tegular derecha se encuentra superficialmente debajo de la piel del cuello y puede exponerse realizando una incisión superficial. Haga un corte diagonal de aproximadamente uno a dos centímetros de longitud, que se extienda desde cerca de la clavícula derecha hacia arriba en dirección a la mandíbula del animal.
El tubo que proviene de la base del catéter debe hacerse pasar a través de la incisión ventral del cuello para que quede accesible y pueda insertarse en la vena. Pase la pinza bajo la piel de los hombros y atraviese el tejido conectivo. Para llegar a la incisión dorsal, tire del tubo a través de la piel hasta la abertura ventral alrededor del cuello del animal.
Sujete el extremo del tubo con pinzas de arteria y déjelo fijado al lado derecho del animal. Aplique solución salina a la incisión e aisle la vena yugular derecha. Retire con mucha suavidad cualquier tejido conectivo y adiposo que pueda estar obstruyendo la vista y localice la vena.
Levante suavemente la vena alrededor de la parte superior y use la pinza curva para separar el tejido adiposo y el tejido conectivo alrededor y debajo de la vena. Coloque la pinza curva debajo de la vena y ábrala con su mano libre. Pase una barra de plástico estéril debajo de la vena.
Una vez que la vena esté elevada, retire solo la cantidad necesaria de grasa para obtener una vista clara y sin obstáculos de la vena. Espere periódicamente solución salina sobre la vena expuesta para mantenerla húmeda. Prepare nudos de sutura alrededor de la vena para poder asegurar el tubo del catéter en su lugar una vez que se inserte en la yugular.
Suturar debajo de la vena en ambas extremidades y hacer un nudo abierto muy suelto en cada extremo. Pasar el tubo del catéter a través del nudo superior y rodear con él el hilo de sutura, dejando el resto sobre el hombro derecho. Introducir suero fisiológico a través del catéter para dar peso al tubo y facilitar la inserción del tubo del catéter en la vena yugular.
La aguja modificada de calibre 20 se utiliza para atravesar la vena, humedecer tanto la vena como la aguja de inserción con suero salino para reducir la fricción durante la inserción, tirar suavemente del barra de plástico e introducir la aguja más cerca de la parte inferior de la vena. Solo lo suficiente como para que medio centímetro de la aguja quede dentro. Deslice el tubo del catéter por la aguja y dentro de la vena.
No debería haber resistencia. La resistencia indicaría que se encuentra en el tejido conectivo. Para asegurarse de que está dentro de la vena, intente tirar hacia atrás del émbolo de la jeringa del catéter para ver si puede extraer sangre.
Una vez que el tubo esté en su lugar, retire la aguja y empuje la ampolla del catéter hasta el punto de inserción. Haga el nudo inferior y asegúrese de que el tubo del catéter quede alineado contra la barra antes de hacer el segundo nudo justo encima de la ampolla. Esto asegurará el catéter en su posición.
Retire la barra y haga un segundo nudo en cada extremo. Introduzca el tubo del catéter y los hilos de sutura debajo de la piel antes de realizar la sutura. Utilice el clamp arterial para guiar la aguja de sutura a través de la piel y cierre la incisión.
El número de puntos variará según el tamaño de la incisión. Con el animal en posición ventral, coloque la base del catéter en la espalda del animal. Aplique solución salina sobre la incisión y deslice la base del catéter bajo la piel.
Asegúrese de que el tubo tenga la menor cantidad de bucles posible y esté ubicado debajo de la base para minimizar las posibilidades de que sea perforado. Suture la piel alrededor de la base del catéter. El número de puntos dependerá del tamaño de la incisión.
Por lo general, son suficientes de tres a cuatro puntos. Asegúrese de que aún se pueda extraer sangre desde el catéter. Finalmente, lave el catéter con la solución de teína heparinizada para prevenir infecciones y la formación de coágulos sanguíneos.
Suelte el tubo conectado a la cánula del catéter. A continuación, retire el tubo de solución salina y sustitúyalo rápidamente por el tubo de la jeringa que contiene la solución heparinizada de T Carin. Lave el catéter con 0,03 a 0,05 cc de solución.
Nuevamente, afloje el tubo conectado a la cánula. Sujete la tapa del catéter con la pinza y, con un solo movimiento, retire el tubo de la cánula y colóquelo con la tapa del catéter. Este paso debe realizarse rápidamente para evitar que suba sangre.
Enrosque la tapa blanca del catéter, asegurándose de que quede bien sujeta sin perforar la punta de la cánula. Administre al ratón inyecciones subcutáneas de analgésico y antibiótico. Inyecte el analgésico ketoprofeno en un lado a una dosis de cinco miligramos por kilogramo y el antibiótico amikacina en el otro lado a una dosis de 10 miligramos por kilogramo.
Después de interrumpir la anestesia, permita que el ratón se recupere en una jaula limpia con acceso fácil a alimento y agua. Se pueden obtener datos confiables de automedicación intravenosa siguiendo las técnicas presentadas en este video. Sin embargo, es importante mantener la permeabilidad del catéter.
Esto se logra mediante la colocación cuidadosa del catéter en la aurícula derecha, el lavado diario del catéter antes y después de las sesiones quirúrgicas, y asegurándose de que la cánula del catéter esté constantemente tapada para prevenir la entrada de residuos.
Descripción general
Este artículo describe el paradigma de autoadministración intravenosa (IVSA), un método estándar para estudiar el refuerzo farmacológico en roedores. Se enfatizan las técnicas quirúrgicas y los procedimientos necesarios para obtener datos confiables de IVSA, centrándose especialmente en la implantación y el mantenimiento del catéter.
Componentes Clave del Estudio
Área de la ciencia
- Neurociencia
- Farmacología del Comportamiento
- Modelos con Roedores
Antecedentes
- IVSA es un método ampliamente utilizado para evaluar las propiedades reforzantes de las drogas.
- La recopilación confiable de datos es fundamental para comprender los mecanismos de la adicción.
- Las técnicas quirúrgicas adecuadas son esenciales para un implante exitoso del catéter.
- El mantenimiento de la permeabilidad del catéter es crucial para la integridad experimental.
Objetivo del estudio
- Describir los procedimientos para la cirugía de cateterización en roedores.
- Proporcionar consejos para mantener la funcionalidad del catéter durante los experimentos.
- Mejorar la confiabilidad de la recopilación de datos en estudios de administración intravenosa (IVSA).
Métodos Utilizados
- Preparación de herramientas y materiales quirúrgicos para la inserción del catéter.
- Pasos detallados para la implantación del catéter en la vena yugular.
- Monitoreo de la anestesia y las condiciones quirúrgicas durante el procedimiento.
- Técnicas para asegurar la permeabilidad del catéter y prevenir obstrucciones.
Resultados principales
- Se demostraron técnicas exitosas de implante de catéter.
- Se establecieron pautas para mantener la permeabilidad del catéter.
- Se proporcionaron pasos quirúrgicos detallados para garantizar la reproducibilidad.
- Se hizo hincapié en el monitoreo del bienestar animal durante el procedimiento.
Conclusiones
- Las técnicas quirúrgicas adecuadas son fundamentales para estudios fiables de IVSA.
- Mantener la funcionalidad del catéter es esencial para la integridad de los datos.
- Este estudio sirve como una guía completa para investigadores en el campo.
Preguntas frecuentes
Relevancia Ejecutiva para la Industria
La autoadministración intravenosa (IVSA) en modelos de ratón proporciona una plataforma preclínica fundamental para evaluar las propiedades reforzantes de compuestos, permitiendo la validación de dianas en el descubrimiento de fármacos para la adicción y enfermedades neuropsiquiátricas. Al permitir que los animales se autoadministren sustancias de prueba, este método reduce el sesgo del experimentador y produce datos cuantitativos sobre los patrones de consumo de drogas, lo que apoya la reducción de riesgos mecanicistas y la confianza predictiva en la evaluación temprana de dianas. Este enfoque facilita la continuidad traslacional desde el compromiso de la diana hasta la respuesta conductual, informando decisiones de avance o interrupción en la priorización de carteras para terapéuticos del sistema nervioso central.
Aplicaciones Estratégicas en I+D de Biotecnología Farmacéutica
Descubrimiento Temprano y Validación de Blancos
- Valor científico: Permite la evaluación de hipótesis terapéuticas mediante la medición de la ingesta voluntaria de fármacos como un indicador funcional de la interacción con el objetivo en las vías de recompensa.
- Valor operativo: Apoya la reducción del riesgo biológico mediante la evaluación directa del refuerzo del compuesto, aclarando tempranamente en el proceso de descubrimiento la responsabilidad del objetivo y el potencial de abuso.
- Valor predictivo: Genera mediciones cuantitativas de variables dependientes (por ejemplo, frecuencia de infusión, patrones de ingesta) que ayudan a aumentar la confianza predictiva y a la selección de carteras para moléculas dirigidas al sistema nervioso central.
Desarrollo de Pruebas y Tamizaje
- Listo para el ensayo: Prepara sistemas biológicos validados para la evaluación posterior de compuestos, estableciendo una administración confiable de fármacos mediante catéter y una respuesta basal estable.
- Reproducibilidad: Destaca técnicas quirúrgicas estandarizadas y protocolos de mantenimiento de catéteres para garantizar resultados cuantitativos consistentes entre experimentos y laboratorios.
- Utilidad de la plataforma: Permite el cribado confiable de compuestos mediante la medición precisa del momento y la cantidad de consumo de fármaco, facilitando la escalabilidad del ensayo y su reutilización en pruebas de refuerzo.
Investigación Traslacional y Preclínica
- Relevancia para la enfermedad: Modela el comportamiento humano de automedicación con drogas, proporcionando un sistema relevante para la enfermedad que permite estudiar los mecanismos de la adicción y evaluar intervenciones terapéuticas.
- Continuidad traslacional: Conecta el descubrimiento y el trabajo preclínico al ofrecer un ensayo conductual consistente que puede utilizarse en las etapas de validación de dianas y optimización de compuestos líderes.
- Avance ajustado al riesgo: Orienta las decisiones preclínicas de continuar o no continuar al identificar compuestos con perfiles de refuerzo indeseables, reduciendo la deserción en fases tardías debido al riesgo de abuso.
Integración de la canalización y flujo de trabajo
IVSA se integra en el continuo de descubrimiento desde la validación del blanco hasta la identificación de compuestos activos y la evaluación preclínica, sirviendo como un ensayo funcional para la evaluación del potencial de refuerzo que complementa los perfiles farmacocinéticos in vitro e in vivo.
- Biología del Descubrimiento: Apoya la comprobación de hipótesis y la aclaración de vías al vincular dianas moleculares con comportamientos motivados mediante resultados de autominicistración.
- Selección: Ofrece preparación para ensayos y resultados cuantitativos (por ejemplo, velocidad de infusión, punto de interrupción bajo ratio progresivo) que permiten comparaciones fiables de compuestos en prueba frente a controles.
- Análisis: Proporciona capacidades de análisis estadístico para comparar condiciones, como la ingesta a lo largo del tiempo o los patrones de respuesta, esenciales para evaluar los efectos y la variabilidad de los compuestos.
- Investigación Traductiva: Se conecta con la continuidad preclínica al mantener una lectura conductual consistente que se alinea con los puntos finales clínicos relacionados con el consumo de drogas y la recaída.
- Reutilización Empresarial: Funciona como una plataforma reutilizable en múltiples proyectos y series de compuestos, reforzando la estandarización y la comparabilidad entre estudios en la investigación sobre adicciones.
Impacto Operativo y Empresarial
- Valor científico: Mejora la confianza predictiva en la validación de objetivos al reducir la ambigüedad mecanicista mediante la medición directa del comportamiento de refuerzo.
- Valor operativo: Fomenta la estandarización y la reproducibilidad mediante procedimientos detallados de cirugía y mantenimiento de catéteres, minimizando la variabilidad técnica.
- Valor estratégico: Mejora la toma de decisiones de avance o interrupción al identificar tempranamente el riesgo de abuso, aumentando la eficiencia del capital y reduciendo el riesgo biológico en fases avanzadas en programas del sistema nervioso central.
- Impacto en la cartera: Permite la priorización ajustada al riesgo al identificar compuestos con alto potencial de refuerzo, apoyando decisiones informadas sobre su avance.
Consideraciones de Implementación
- Requiere experiencia en cirugía de roedores, técnicas de cateterización y monitoreo anestésico para garantizar el bienestar animal y el éxito del procedimiento.
- Depende de instrumentación especializada, incluidas bombas de infusión, cámaras operantes con palancas ultrasensibles y herramientas quirúrgicas estériles para una colocación consistente del catéter.
- Necesita la estandarización entre equipos de los protocolos de lavado, tapado y mantenimiento del catéter para prevenir oclusiones y asegurar la integridad de los datos en diferentes estudios.
- Implica consideraciones de adaptación para distintas cepas de ratones, tipos de catéter y formulaciones de fármacos, prestando atención al acceso venoso y a la permeabilidad del catéter a lo largo del tiempo.
- Incluye limitaciones prácticas, como complicaciones relacionadas con el catéter (por ejemplo, infección, trombosis), que requieren un monitoreo riguroso y pueden afectar la recopilación de datos longitudinales.
