CC BY
16
Л.А. Табоякова, О.В. Алимкина, Н.С. Огнева, Е.С. Савченко «Биомоделирование лёгочных патологий посредством интратрахеальной инстилляции
сенсибилизирующих веществ лабораторным животным»
https://doi/org/10.33647/2713-0428-17-3E-95-98
(«О
BY 4.0
БИОМОДЕЛИРОВАНИЕ ЛЁГОЧНЫХ ПАТОЛОГИЙ ПОСРЕДСТВОМ ИНТРАТРАХЕАЛЬНОЙ ИНСТИЛЛЯЦИИ СЕНСИБИЛИЗИРУЮЩИХ ВЕЩЕСТВ ЛАБОРАТОРНЫМ
ЖИВОТНЫМ
Л.А. Табоякова*, О.В. Алимкина, Н.С. Огнева, Е.С. Савченко
ФГБУН «Научный центр биомедицинских технологий ФМБА России» 143442, Российская Федерация, Московская обл., Красногорский р-н, п. Светлые горы, 1
На мелких и крупных лабораторных животных изучена и оптимизирована под задачи НЦБМТ ФМБА России методика эндотрахеального введения. С помощью интратрахеальной инстилляции сенсибилизирующих веществ создана и апробирована в доклинических исследованиях биомодель коронавирусной пневмонии.
Ключевые слова: интратрахеальная инсталляция, лёгкие, биомоделирование, доклинические исследования, лабораторные животные
Конфликт интересов: авторы заявили об отсутствии конфликта интересов.
Для цитирования: Табоякова Л.А., Алимкина О.В., Огнева Н.С., Савченко Е.С. Биомоделирование лёгочных патологий посредством интратрахеальной инстилляции сенсибилизирующих веществ лабораторным животным. Биомедицина. 2021;17(3Е):95-98. Шрз:/А1о1/о^/10.33647/2713-0428-17-3Е-95-98
Поступила 22.03.2021
Принята после доработки 13.05.2021
Опубликована 20.10.2021
BIOMODELING OF PULMONARY PATHOLOGIES BY MEANS OF INTRATRACHEAL INSTILLATION OF SENSITIZING SUBSTANCES IN LABORATORY ANIMALS
Lidiya A. Taboyakova*, Oksana V. Alimkina, Nastasya S. Ogneva, Elena S. Savchenko
Scientific Center of Biomedical Technologies of the Federal Medical and Biological Agency of Russia 143442, Russian Federation, Moscow Region, Krasnogorsk District, Svetlye Gory Village, 1
A method for endotracheal administration was studied and optimized for the tasks of the Scientific Centre for Biomedical Technologies (SCBMT), Russia, on small and large laboratory animals. By means of intratracheal instillation of sensitizing substances, a biomodel of coronavirus pneumonia was created and tested in preclinical studies.
Keywords: intratracheal instillation, lungs, biomodelling, preclinical studies, laboratory animals Conflict of interest: the authors declare no conflict of interest.
For citation: Taboyakova L.A., Alimkina O.V., Ogneva N.S., Savchenko E.S. Biomodeling of Pulmonary Pathologies by Means of Intratracheal Instillation of Sensitizing Substances in Laboratory Animals. Journal Biomed. 2021;17(3E):95-98. https://doi/org/10.33647/2713-0428-17-3E-95-98
Submitted 22.03.2021 Revised 13.05.2021 Published 20.10.2021
Доклинические исследования фармакологических препаратов проводятся с введением тестируемых средств лабораторным животным разными путями — внутриже-лудочно, внутрибрюшинно, внутримышечно, подкожно, внутривенно и т. д. Выбор способа введения прежде всего зависит от планируемого метода применения лекарственного средства в клинической практике
[1-3].
Для введения препаратов в лёгкие применяется ингаляция и интратрахеальная инсталляция. Ингаляция основана на вдыхании газообразных и летучих веществ, жидкостных аэрозолей и порошков определённого размера частиц естественным способом или искусственно, с применением специальных устройств-распылителей (ингаляторов).
Интратрахеальная инсталляция предполагает введение вещества непосредственно в трахею животным (у людей — эндотра-хеальное введение). Метод широко используется в т. ч. для проверки респираторной токсичности и по сравнению с ингаляцией позволяет лучше контролировать дозу и местонахождение вещества (без попадания в ЖКТ, на кожу, в общий кровоток), он экономически выгоднее, т. к. позволяет использовать меньшие количества веществ, не оказывает влияния на исследователей. К особенностям метода относится нефизиологический характер (обходя верхние дыхательные пути), медленное выведение веществ [4].
В биомедицинских исследованиях интра-трахеальная инстилляция применяется для изучения фармакологической активности и безопасности исследуемого препарата, а также представляет особый интерес при моделировании патологии органов дыхательной системы. Наряду с инвазив-ным (инъекция непосредственно в трахею) возможен и неинвазивный способ инстил-ляции, через глотку с помощью интратра-хеального зонда. Введение проводится
под общим наркозом во избежание травмирования животных и требует от специалистов определённых знаний и технических навыков.
Наиболее простым и малоинвазивным способом является введение через ротоглотку зондом. Для проведения этой процедуры могут применяться металлические атравматические зонды для внутрижелу-дочного введения. После наркотизирования животное фиксируют в положении лёжа на спине, зонд вводят в ротовую полость, между голосовыми связками. С помощью небольшого надавливания на надгортанный хрящ проводят инструмент в просвет трахеи до уровня её бифуркации и осуществляют введение (рис. 1). При введении крысам можно ориентироваться на тактильные ощущения зонда в проекции трахеи. С мышами по причине слишком мелкого размера животных этот критерий контроля правильности попадания затруднителен. Для проверки расположения инструмента в респираторном, а не в желудочно-кишечном тракте применяется аккуратное введение воздуха шприцем в эндотрахеальный зонд. Если инструмент находится в респираторном тракте, наблюдают подъём грудной клетки, подтверждающий наполнение лёгких воздухом. Улучшить визуализацию надгортанника и точность попадания в трахею возможно с применением эндоскопа.
При использовании иглы прокол осуществляется в среднюю треть шеи или область трахеи ближе к грудной стенке (рис. 2). Шёрстный покров в месте введения иглы в трахею выбривается, место инъекции дезинфицируется, разводятся края раны и слюнная железа, игла устанавливается между кольцами трахеи и осуществляется введение необходимого количества препарата, затем проводится ушивание раны.
Интратрахеальная инстилляция веществ мини-свиньям осуществляется методом интубации (рис. 3). Животное вводит-
Л.А. Табоякова, О.В. Алимкина, Н.С. Огнева, Е.С. Савченко «Биомоделирование лёгочных патологий посредством интратрахеальной инстилляции
сенсибилизирующих веществ лабораторным животным»
Рис. 1. Интратрахеальная инстилляция вещества крысам с помощью зонда.
Fig. 1. Intratracheal instillation of a substance into rats using a probe.
ся в глубокий наркоз, чтобы снять каш-левой рефлекс, укладывается в грудном положении и фиксируется, исключая перемещения с боку на бок. Рот широко раскрывается и при сильно вытянутом языке визуализируется хрящевой надгортанник. С помощью ларингоскопического клинка в просвет гортани вводится интубацион-ная трубка, максимально по нижней стенке гортани.
В исследованиях, проведённых сотрудниками НЦБМТ ФМБА России, апробирована методика интратрахеальной инстилляции препаратов мелким и крупным лабораторным животным. В частности, установлено, что допустимый объём вводимого вещества мышам составляет 0,02-0,06 мл, крысам — 0,25-0,6 мл, мини-свиньям — 0-1 мл/кг живого веса.
На мышах инбредных линий (C57BL/6Y, CBA/lac, BALB/c и др.), крысах Вистар и мини-свиньях светлогорской популяции с помощью процедур интратрахеальной инстилляции а-галактозилцерамида, бактериального липополисахарида и сенсибилизирующих агентов создана биологическая модель лёгочной патологии, характеризующаяся диффузным альвеолярным поражением, пневмонией и высокой летальностью, что позволило воспроизвести существенные признаки острого респираторного дистресс-синдрома и «цито-
Рис. 2. Интратрахеальная инстилляция вещества мышам с помощью иглы.
Fig. 2. Intratracheal instillation of a substance into mice using a needle.
Рис. 3. Интратрахеальная инстилляция вещества мини-свиньям методом интубации. Fig. 3. Intratracheal instillation of a substance into mini pigs by intubation.
кинового шторма», возникающие в т. ч. при вирусных инфекциях. С применением данной биомодели проведены доклинические исследования инновационных лекарственных средств, эффективных в борьбе с COVID-19.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ | REFERENCES
1. Каркищенко Н.Н. Основы биомоделирования. М.: Межакадемическое изд-во ВПК, 2004:607. [Karkischenko N.N. Osnovy biomodelirovaniya [Basics of biomodeling]. Moscow: Mezhakademicheskoye Izdatel'stvo VPK, 2007:320. (In Russian)].
2. Макаренко И.Е., Авдеева О.И., Ванатиев Г.В., Рыбакова А.В., Ходько С.В., Макарова М.Н., Макаров В.Г. Возможные пути и объёмы введения лекарственных средств лабораторным животным. Международный вестник ветеринарии. 2013;3:78-83. [Makarenko I.E., Avdeeva O.I., Vanatiev G.V., Rybakova A.V., Khodko S.V., Makarova M.N., Makarov V.G. Vozmozhnye puti i ob»emy vvedeniya lekarstvennykh sredstv laboratornym zhivotnym [Possible routes and volumes of drug administration to laboratory animals]. Mezhdunarodnyj vestnik veterinarii [International Veterinary Bulletin]. 2013;3:78-83. (In Russian)].
3. Руководство по лабораторным животным и альтернативным моделям в биомедицинских ис-
следованиях. Под ред. Н.Н. Каркищенко и др. М.: Профиль-2С, 2010:358. [Rukovodstvo po labora-tornym zhivotnym i al'ternativnym modelyam v bio-medicinskih issledovaniyah [Manual on laboratory animals and alternative models in biomedical research]. Ed. by N.N. Karkischenko, et al. Moscow: Profil'-2S Publ., 2010:358. (In Russian)].
4. Трофимец Е.И., Макарова М.Н., Кательникова А.Е., Крышень К.Л. Эндотрахеальный способ введения лекарственных средств лабораторным животным. Лабораторные животные для научных исследований. 2020;2:65-75. [Trofimets E.I., Makarova M.N., Katel'nikova A.E., Kryshen' K.L. Endotraheal'nyj sposob vvedeniya lekarstvennyh sredstv laboratornym zhivotnym [Endotracheal drug administration to laboratory animals]. Laboratornye zhivotnye dlya nauchnyh issledovanij [Laboratory Animals for Science]. 2020;2:65-75. (In Russian)]. DOI: 10.29296/2618723X-2020-02-08.
СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ | INFORMATION ABOUT THE AUTHORS
Табоякова Лидия Александровна*, ФГБУН
«Научный центр биомедицинских технологий
ФМБА России»;
e-mail: lida-vet@mail.ru
Алимкина Оксана Владимировна, ФГБУН
«Научный центр биомедицинских технологий
ФМБА России»;
e-mail: alimkina@scbmt.ru
Огнева Настасья Сергеевна, ФГБУН
«Научный центр биомедицинских технологий
ФМБА России»;
e-mail: ognevanastya@mail.ru
Савченко Елена Сергеевна, ФГБУН «Научный
центр биомедицинских технологий ФМБА
России»;
e-mail: savelaine@gmail.com
Lidiya A. Taboyakova*, Scientific Center
of Biomedical Technologies of the Federal Medical
and Biological Agency of Russia;
e-mail: lida-vet@mail.ru
Oksana V. Alimkina, Scientific Center
of Biomedical Technologies of the Federal Medical
and Biological Agency of Russia;
e-mail: alimkina@scbmt.ru
Nastasya S. Ogneva, Scientific Center
of Biomedical Technologies of the Federal Medical
and Biological Agency of Russia;
e-mail: ognevanastya@mail.ru
Elena S. Savchenko, Scientific Center
of Biomedical Technologies of the Federal Medical
and Biological Agency of Russia;
e-mail: savelaine@gmail.com
* Автор, ответственный за переписку / Corresponding author
