تم إجراء الحقن داخل الجسم الزجاجي في عين الأغنام بهدف تقديم العلاج الجيني بوساطة فيروسية إلى شبكية العين.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
تم إجراء الحقن داخل الجسم الزجاجي في عين الأغنام بهدف تقديم العلاج الجيني بوساطة فيروسية إلى شبكية العين.
هناك عدة طرق لتوصيل العوامل العلاجية إلى شبكية العين ، بما في ذلك داخل الجسم الزجاجي (IVT) ، تحت الشبكية ، فوق المشيمية ، حول العين ، أو الإدارة الموضعية. يتضمن توصيل الدواء IVT حقنا في الخلط الزجاجي للعين ، وهي مادة هلامية تملأ الغرفة الخلفية للعين وتحافظ على شكل كرة العين. على الرغم من أن طريق IVT أقل استهدافا بشكل محدد من الولادة تحت الشبكية ، إلا أنه أقل توغلا ويستخدم على نطاق واسع في الإعدادات السريرية لمجموعة من أمراض العين.
لقد أثبتنا سابقا فعالية التوصيل داخل الجسم الزجاجي لمنتج العلاج الجيني بوساطة الفيروس الغدي (AAV9). CLN5) في الأغنام مع شكل CLN5 يحدث بشكل طبيعي من داء الشحمي العصبي السيرويد (NCL). تلقت الأغنام المصابة العلاج الجيني IVT في عين واحدة ، مع العين الأخرى غير المعالجة بمثابة عنصر تحكم داخلي. تم الحفاظ على بنية الشبكية ووظيفتها في العين المعالجة لمدة تصل إلى 15 شهرا بعد العلاج ، في حين أظهرت العين غير المعالجة انخفاضا تدريجيا في الوظيفة وضمورا شديدا أثناء فحص ما بعد الوفاة. بناء على دراسات الأغنام ، تم مسح منتج العلاج الجيني CLN5 كدواء جديد تجريبي مرشح (IND) من قبل إدارة الغذاء والدواء الأمريكية في سبتمبر 2021. توضح هذه الورقة بالتفصيل البروتوكول الجراحي لتوصيل IVT لناقل فيروسي علاجي إلى عين الأغنام.
يمكن استخدام عدة طرق لتوصيل العوامل العلاجية إلى شبكية العين ، بما في ذلك داخل الجسم الزجاجي (IVT) ، أو تحت الشبكية ، أو فوق المشيمية ، أو حول العين ، أو الموضعية. يتضمن كل طريق من طرق الإدارة التغلب على الحواجز مثل حاجز الدم والشبكية أو الأغشية الداخلية والخارجية المحددة وله معدلات متفاوتة من الفعالية اعتمادا على الدواء الذي يتم تسليمه وهدف الشبكية المحدد 1,2.
يتضمن توصيل الدواء IVT حقنا في الخلط الزجاجي للعين ، وهي مادة هلامية تحتل الغرفة الخلفية للعين. تتمثل الوظيفة الأساسية لخلط الجسم الزجاجي في الحفاظ على شكل كرة العين والحفاظ على أنسجة العين ، مثل العدسة والشبكية ، في مكانها. يتكون الخلط الزجاجي إلى حد كبير من الماء ، مع كميات صغيرة من الكولاجين وحمض الهيالورونيك والبروتينات غير الكولاجينية الأخرى3. حقن IVT هو إجراء بسيط وشائع يستخدم بشكل روتيني لعلاج مجموعة واسعة من حالات العين ، بما في ذلك التنكس البقعي المرتبط بالعمر ، والوذمة البقعية السكرية ، واعتلال الشبكية السكري ، وانسداد الوريد الشبكي ، والعديد من ضمور الشبكية الموروث 4,5.
ليبوفوسينوس سيرويد عصبي (NCL; مرض باتن) هي مجموعة من أمراض التخزين الليزوزومية القاتلة التي تسبب تنكسا شديدا في الدماغ والشبكية. يوجد حاليا 13 متغيرا معروفا من NCL ناتجة عن طفرات في جينات مختلفة (CLN1-8 ، CLN10-14) تؤثر في الغالب على الأطفال ولكن لها أعمار متفاوتة من البداية وشدة المرض6. تشترك NCLs في الأعراض التقدمية الشائعة ، بما في ذلك التدهور المعرفي والحركي والنوبات وفقدان الرؤية. لا يوجد علاج ل NCL. ومع ذلك ، فإن العلاج ببدائل الإنزيم الموجه للدماغ يخضع حاليا للتجارب السريرية لمرض CLN27,8 ، وقد أظهر العلاج الجيني بوساطة AAV وعدا كبيرا في الدراسات قبل السريرية ، مع تجربة سريرية للعلاج الجيني CLN5 من المتوقع أن تبدأ في عام 2022 9,10.
تطور العديد من الأنواع الأخرى أشكالا طبيعية من NCL ، بما في ذلك القطط والكلاب والأغنام والأبقار. يخضع حاليا نموذجان من الأغنام من NCL للدراسة النشطة في نيوزيلندا: نموذج مرض CLN5 في أغنام بوردرديل ونموذج مرض CLN6 في أغنام جنوب هامبشاير. تظهر الأغنام المصابة العديد من السمات السريرية والمرضية للمرض البشري ، بما في ذلك ضمور الشبكية وفقدان الرؤية10,11. على الرغم من أن العلاج الجيني CLN5 الموجه للدماغ في الأغنام المصابة بمرض CLN5 يمكن أن يمنع أو يوقف ضمور الدماغ والتدهور السريري ، إلا أن الأغنام المعالجة لا تزال تفقد رؤيتها9. وقد سلط ذلك الضوء على الحاجة إلى علاج شبكية العين للحفاظ على الرؤية والحفاظ على نوعية حياة أفضل ، مما أدى إلى إنشاء بروتوكول للعلاج الجيني للعين في الأغنام.
تمثل عين الأغنام نموذجا جيدا للعين البشرية نظرا لتشابهها في أبعاد كرة العين وحجم الجسم الزجاجي وبنية الشبكية10،12،13. تفصل هذه الورقة البروتوكول الجراحي لتوصيل IVT بحجم صغير (≤100 ميكرولتر) من الناقل الفيروسي العلاجي إلى عين الأغنام.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تمت الموافقة على جميع البروتوكولات التجريبية من قبل لجنة أخلاقيات الحيوان بجامعة لينكولن وتتماشى مع إرشادات المعاهد الوطنية الأمريكية للصحة لرعاية الحيوانات واستخدامها في الأبحاث وقانون رعاية الحيوان النيوزيلندي (1999). تم تشخيص أغنام بوردرديل عند الولادة14 وتم الاحتفاظ بها في مزارع أبحاث جامعة لينكولن. تلقت ثلاث نعاج متماثلة الزيجوت (CLN5-/-) تبلغ من العمر 3 أشهر حقنة IVT واحدة في العين اليسرى ، مع عمل العين اليمنى غير المعالجة كعنصر تحكم داخلي. تمت مقارنة بيانات تخطيط كهربية الشبكية وعلم الأمراض ببيانات التحكم التاريخية الصحية والمتأثرة. كان الناقل الفيروسي المستخدم في هذه الدراسة عبارة عن فيروس مرتبط بالغدي مكمل ذاتيا من النمط المصلي 9 ، يحتوي على مروج عمل بيتا الدجاج (CBh) والأغنام CLN5 المحسنة للكودونات (scAAV9 / CBh-oCLN5opt). تم توفير الناقل الفيروسي من قبل جامعة نورث كارولينا فيكتور كور ، نورث كارولاينا ، الولايات المتحدة الأمريكية.
1. قبل الجراحة

الشكل 1: طقم الجراحة داخل الجسم الزجاجي. تشمل الأدوات المطلوبة لجراحة IVT (1) منظار لإبقاء الجفون مفتوحة و (2) زوج من ملقط الأنف المنحني للإمساك بالملتحمة البصلية وتدوير العين. (3) يتم تضمين مرقئ الأنف المستقيم أيضا كأداة بديلة للإمساك بالملتحمة البصلية وتثبيت العين في مكانها إذا عادت إلى مدار العين. يتم تعقيم هذه المجموعة قبل الجراحة. الرجاء الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.
2. الإجراء الجراحي
| واعي | التخدير | نقطة التدخل الحرجة الموصى بها | |
| معدل ضربات القلب (يدق / دقيقة) | 50-80 (بقية) إلى 280 (نشط) | 50-80 | <50 ، >100 |
| معدل التنفس (أنفاس / دقيقة) | 15-40 (بقية) إلى 350 (محموم) | 10-30 | <8 , >40 |
| تشبع الأكسجين (مم زئبق) | 95-100 | 98-100 | <90 |
| ثاني أكسيد الكربون في نهاية المد والجزر2 (مم زئبق) | 35-45 | 35-45 | >55 |
| درجة حرارة الجسم (°C) | 38.5-39.5 | 38.5-39.5 | <36 ، >40 |
الجدول 1: القيم الفسيولوجية للمعلمات التي يجب مراقبتها في الأغنام المخدرة.
3. التحضير الفيروسي
4. الإدارة الفيروسية

الشكل 2: الدوران البطني لكرة العين . (أ) أمسك الملتحمة البصلية بالملقط غير المسنن و (ب) قم بالدوران البطني (أي لأسفل ونحو الخطم) لكشف السطح الظهري الوحشي للعين للحقن. الاختصارات: V = بطني ، D = ظهري ، M = وسطي ، L = جانبي. الرجاء الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

الشكل 3: موقع الحقن وعمقه. يتم حقن الإبرة على الجانب الظهري الجانبي من كرة العين ، ويتم إدخال الطول الكامل لعمود الإبرة (0.5 بوصة / 12.7 مم) في العين. لاحظ زاوية الإبرة باتجاه مؤخرة العين لتجنب العدسة والحقن بالقرب من شبكية العين قدر الإمكان. الرجاء الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.
5. إدارة ما بعد الجراحة
6. تقييم الفعالية في الجسم الحي
7. تحليل الأنسجة بعد الوفاة
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تم إثبات فعالية توصيل IVT لناقل العلاج الجيني CLN5 في تخفيف ضعف الشبكية وانحطاطها في الأغنام باستخدام CLN5 NCL من قبل مجموعة البحث15 هذه. تلقت الأغنام المصابة حقنة IVT واحدة 100 ميكرولتر من CLN5 معبأة في ناقل AAV من النمط المصلي 9 (AAV9) (AAV9. CLN5) في عين واحدة ، مع العين المقابلة بمثابة عنصر تحكم داخلي غير معالج. تم تقييم الرؤية شهريا من العمر عند الحقن (3 أشهر) إلى المرحلة النهائية من المرض (18 شهرا). تم إجراء تحليل ما بعد الوفاة لأنسجة الشبكية على العيون المعالجة وغير المعالجة ، بالإضافة إلى ...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الحقن داخل الجسم الزجاجي هي واحدة من أكثر العمليات الجراحية شيوعا في طب العيون البشري وقد أثبتت فعاليتها في تقديم العلاجات الجينية بوساطة AAV إلى شبكية الأغنام. لقد أثبتنا سابقا فعالية AAV9. قدم العلاج الجيني CLN5 داخل الجسم الزجاجي في تخفيف ضعف الشبكية وانحطاطها في الأغنام باستخدام CLN5 NCL15. ومن المأمول أن تكون ترجمة هذا الطريق من الإدارة لمرضى NCL من البشر مفيدة أيضا.
بروتوكول حقن IVT صغير الحجم في عين الغنم واضح نسبيا وغير جراحي ، وقابل للتكرار بسهولة ، ويسهل على غ...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ليس لدى المؤلفين أي تضارب في المصالح للكشف عنه.
يود المؤلفون أن يشكروا الدكتور ستيف هيب (BVSc ، CertVOphthal) لمساعدته في إنشاء هذا البروتوكول وإجراء الحقن التي وصفها موراي وآخرون 15. يقر المؤلفون أيضا بالتمويل من CureKids New Zealand ، ومؤسسة كانتربري للأبحاث الطبية ، وشركة Neurogene Inc ، وجمعية دعم وأبحاث مرض باتن.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| 1 مل حقنة أمان منخفضة المساحة الميتة مع إبرة 0.5 بوصة متصلة بشكل دائم | فيشر العلمية ، أوكلاند ، نيوزيلندا | 05-561-28 | حقنة أمان Covidien Monoject Tuberculin أو أنبوب مماثل |
| للطرد المركزي الدقيق سعة 1.5 مل | أنابيب الأوتوكلاف Sigma Aldrich | HS4323 | للتعقيم قبل الاستخدام |
| آلة التخدير مع مقعد الغاز والشاشة & nbsp ؛ | Hyvet Anesthesia, كرايستشيرش, نيوزيلندا | ||
| قطرات العين بالمضادات الحيوية | تيفا فارما المحدودة ، أوكلاند ، نيوزيلندا | الاسم التجاري: Chlorafast (0.5٪ كلورامفينيكول) | |
| BrightMount بالإضافة إلى وسيط تركيب مضاد للبهتان | Abcam ، كامبريدج ، المملكة المتحدة | ab103748 | |
| DAPI (4 & prime ؛ ، 6-diamidino-2-phenylindole dihydrochloride) | Sigma Aldrich ، سانت لويس ، ميسوري ، الولايات المتحدة | 10236276001 | |
| مهدئ | ديازيبامIlium ، Troy Laboratories Pty Ltd ، تاورانجا ، نيوزيلندا | 5 مجم / مل | |
| أنابيب القصبة الهوائية | Flexicare Medical Ltd ، ماونتن الرماد ، معيار المملكة المتحدة | ، مكبل. الأحجام 7 أو 7.5 أو 8 حسب حجم الأغنام | |
| منظار العين | الرؤوس الطبية المحدودة ، تاورانجا ، نيوزيلندا | KP151 / 14 | Nopa Barraquer-Colibri (10 مم) |
| الستارة الجراحية المصنوعة | من Amtech Medical Ltd ، Whanganui ، نيوزيلندا | DI583 | أو ما شابه ذلك ؛ |
| نصائح التصفية | Interlab ، أوكلاند ، نيوزيلندا | 10 و 200 و 1,000 & micro ؛ L | |
| محلول الفورمالديهايد (37٪) | فيشر ساينتفيك ، أوكلاند ، نيوزيلندا | AJA809-2.5PL | اصنع ما يصل إلى 10٪ في الماء المقطر مع 0.9٪ كلوريد الصوديوم |
| الماعز المضاد للأرانب Alexa Fluor 594 | Invitrogen Carlsbad ، CA ، الولايات المتحدة الأمريكية | ؛ A-11012 | استخدم عند تخفيف 1: 500 |
| مخدر إيزوفلوران | Attane ، باير لصحة ، أوكلاند ، نيوزيلندا | ||
| الكيتامين هيدروكلوريد مخدر / مسكن | PhoenixPharm Distributors Ltd ، أوكلاند ، نيوزيلندا | 100 مجم / مل | |
| منظار الحنجرة (بيطري) | KaWe Medical ، شفرة | Miller C الدنماركية | |
| إبر ؛ | Capes Medical Ltd ، تاورانجا ، نيوزيلندا | 302025 | BD تحت الجلد ، أو ما شابه ذلك |
| Boehringer Ingelheim (NZ) Ltd غير | الستيرويدية المضادة للالتهابات | 49402/008 | الاسم التجاري: Metacam 20 (20 مجم / مل meloxicam) |
| ملقط غير مسنن | Capes Medical Ltd ، تاورانجا ، نيوزيلندا | AB864 / 16 | أو ما شابه ذلك ؛ |
| الأسنان hemostat | Capes Medical Ltd, Tauranga, New Zealand | AA150 / 12 | أو ما شابه |
| مصل الماعز العادي | Thermo Fisher Scientific ، كرايستشيرش ، نيوزيلندا | 16210072 | |
| الأكسجين (الطبي) | BOC Gas ، كرايستشيرش ، نيوزيلندا | اسطوانة D2 ، رمز الغاز 180 | |
| محلول ملحي مخزن بالفوسفات ؛ | ثيرمو فيشر العلمي ، كرايستشيرش ، نيوزيلندا | 10010023 | المعقم والمفلتر |
| Capes Medical Ltd ، تاورانجا ، نيوزيلندا | 005835 | الاسم التجاري: البيتادين (10٪ بوفيدون اليود) | |
| الأرانب المضادة للبقرة البروتين الحمضي الليفي الدبقي (GFAP) | داكو ، جلوستروب ، الدنمارك | Z0334 | استخدم عند تخفيف 1: 2،500 |
| النمط المصلي للفيروس المرتبط بالغدة التكميلي ذاتيا 9 ، الذي يحتوي على محفز عمل بيتا الدجاج (CBh) والعوض المحسن بالكودون CLN5 | جامعة نورث كارولينا ناقلات كور ، نورث كارولاينا ، الولايات المتحدة الأمريكية. | scAAV9 / CBh-oCLN5opt | |
| كلوريد الصوديوم 0.9٪ محلول IV | Capes Medical Ltd ، تاورانجا ، نيوزيلندا | AHB1322 | الاسم التجاري: محلول ملحي ؛ |
| المضادات الحيوية تحت الجلد | Intervet Schering Plough Animal Health Ltd ، ويلينجتون ، نيوزيلندا | الاسم التجاري: Duplocillin LA (150،000 وحدة دولية / مل من البنسلين البروكايين و 115،000 وحدة دولية / مل البنسلين البنسلين) | |
| مقص منحني حاد حاد جراحي ؛ | الرؤوس الطبية المحدودة ، تاورانجا ، نيوزيلندا | SSSHBLC130 | |
| حقنة Terumo Luer Lock | Amtech Medical Ltd ، Whanganui ، نيوزيلندا | SH159 / SH160 | محاقن معقمة ؛ 10 مل لرسم الأدوية الحثية ، 20 مل لرسم |
| مسحوق مطهر Virkon | الملحي EBOS Group Ltd ، كرايستشيرش ، نيوزيلندا | 28461115 |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.