وصفنا بروتوكولا مفصلا لإعداد الخلايا السلفية للمستقبلات الضوئية المشتقة من hESC المحفوظة بعد التبريد والتوصيل تحت الشبكية لهذه الخلايا في الفئران rd10 .
مقالة منهجية
* These authors contributed equally
وصفنا بروتوكولا مفصلا لإعداد الخلايا السلفية للمستقبلات الضوئية المشتقة من hESC المحفوظة بعد التبريد والتوصيل تحت الشبكية لهذه الخلايا في الفئران rd10 .
يعد تجديد الخلايا المستقبلة للضوء باستخدام الخلايا الجذعية البشرية متعددة القدرات علاجا واعدا لعلاج أمراض الشبكية الوراثية والشيخوخة في المراحل المتقدمة. لقد أظهرنا أن مصفوفة اللامينين المتساوية الشكل الخاصة بشبكية العين البشرية قادرة على دعم تمايز الخلايا الجذعية الجنينية البشرية (hESCs) إلى أسلاف المستقبلات الضوئية. بالإضافة إلى ذلك ، أظهر الحقن تحت الشبكية لهذه الخلايا أيضا استعادة جزئية في نماذج القوارض والأرانب rd10 . من المعروف أن الحقن تحت الشبكية هو طريقة راسخة تم استخدامها لتوصيل المركبات الصيدلانية إلى الخلايا المستقبلة للضوء والطبقة الظهارية المصطبغة بالشبكية (RPE) للعين نظرا لقربها من المساحة المستهدفة. كما تم استخدامه لتوصيل النواقل الفيروسية المرتبطة بالغدي إلى الفضاء تحت الشبكية لعلاج أمراض الشبكية. يمثل التوصيل تحت الشبكية للمركبات والخلايا الصيدلانية في نموذج الفئران تحديا بسبب القيود في حجم مقلة عين الفئران. يصف هذا البروتوكول الإجراء التفصيلي لإعداد الخلايا السلفية للمستقبلات الضوئية المشتقة من hESC للحقن وتقنية التوصيل تحت الشبكية لهذه الخلايا في الفئران الطافرة لالتهاب الشبكية الصباغي الوراثي ، rd10 . يسمح هذا النهج بالعلاج الخلوي للمنطقة المستهدفة ، ولا سيما الطبقة النووية الخارجية لشبكية العين ، حيث تحدث الأمراض التي تؤدي إلى تنكس المستقبلات الضوئية.
تؤدي أمراض الشبكية الوراثية والتنكس البقعي المرتبط بالعمر إلى فقدان الخلايا المستقبلة للضوء والعمى في نهاية المطاف. المستقبل الضوئي للشبكية هو طبقة الجزء الخارجي من شبكية العين التي تتكون من خلايا متخصصة مسؤولة عن النقل الضوئي (أي تحويل الضوء إلى إشارات عصبية). توجد خلايا مستقبلات الضوء المخروطية والمخروطية بجوار الطبقة المصطبغة في شبكية العين (RPE)1. كان العلاج باستبدال الخلايا المستقبلة للضوء لتعويض فقدان الخلايا نهجا علاجيا ناشئا ومتطورا. تم استخدام الخلايا الجذعية الجنينية (ESCs)2،3،4 ، والخلايا الجذعية المستحثة متعددة القدرات (iPSCs) المشتقة من RPE ، والخلايا السلفية للشبكية (RPCs) 4،5،6،7،8 لاستعادة الخلايا المستقبلة للضوء التالفة. يعد الفضاء تحت الشبكية ، وهو مساحة محصورة بين الشبكية و RPE ، موقعا جذابا لإيداع هذه الخلايا لتحل محل الخلايا المستقبلة للضوء التالفة ، RPE ، وخلايا مولر نظرا لجوارها9،10،11.
تستخدم العلاجات الجينية والخلوية المساحة تحت الشبكية للطب التجديدي لمختلف أمراض الشبكية في الدراسات قبل السريرية. ويشمل ذلك تسليم نسخ وظيفية من أدوات تحرير الجينات أو الجينات في شكل إما علاج قليل النوكليوتيد المضاد للإحساس12،13 أو CRISPR / Cas9 أو تحرير القاعدة عبر الإستراتيجية القائمة على الفيروسات المرتبطة بالغدي (AAV)14،15،16 ، وزرع المواد (على سبيل المثال ، ورقة RPE ، الأطراف الاصطناعية للشبكية17،18،19) وعضويات الشبكية المتمايزة المشتقة من الخلايا الجذعية20، 21,22 لعلاج أمراض الشبكية والأمراض المرتبطة ب RPE. التجارب السريرية باستخدام hESC-RPE31 في الفضاء تحت الشبكية لعلاج داء ليبر الخلقي المرتبط ب RPE65 (LCA)23,24, أكروماتوبسيا25 المرتبط ب CNGA3, التهاب الشبكية الصباغي26 المرتبط ب MERTK, المشيمية 27,28,29,30 ثبت أنه نهج فعال. الحقن المباشر للخلايا بالقرب من المنطقة المتضررة يحسن بشكل كبير من فرصة استقرار الخلايا في المنطقة المناسبة ، والتكامل المشبكي ، والتحسن البصري في نهاية المطاف.
على الرغم من أن الحقن تحت الشبكية في النماذج البشرية والعيون الكبيرة (أي الخنزير32،33،34،35 ، الأرنب36،37،38،39،40 ، والرئيسيات غير البشرية41،42،43) قد تم تأسيسه ، إلا أن هذا الحقن في نموذج الفئران لا يزال يمثل تحديا بسبب قيود حجم مقلة العين وهائلة. عدسة تحتل عين الفأر44،45،46. ومع ذلك ، فإن النماذج المعدلة وراثيا متاحة بسهولة فقط في الصغيرة وليس في الكبيرة (أي الأرانب والرئيسيات غير البشرية) ، وبالتالي فإن الحقن تحت الشبكية في الفئران يلفت الانتباه إلى التحقيق في الأساليب العلاجية الجديدة في الاضطرابات الوراثية للشبكية. يتم استخدام ثلاثة طرق رئيسية لتوصيل الخلايا أو AAVs إلى الفضاء تحت الشبكية ، وهي الطريق عبر القرنية ، والطريق عبر الصلبة ، وطريق pars plana (انظر الشكل 2). ترتبط الطرق عبر القرنية وعبر الصلبة بتكوين إعتام عدسة العين ، وتزامن ، ونزيف المشيمية ، والارتجاع من موقع الحقن11،44،45،47،48،49. اعتمدنا نهج pars plana كتصور مباشر لعملية الحقن ، ويمكن تحقيق موقع الحقن في الوقت الفعلي تحت المجهر.
لقد وصفنا مؤخرا طريقة يمكنها التمييز بين الخلايا الجذعية الجنينية البشرية (hESCs) إلى أسلاف مستقبلات ضوئية في ظل ظروف xenofree ومحددة كيميائيا باستخدام شكل LN523 من الصفيحة البشرية المؤتلف الخاص بشبكية العين. منذ العثور على LN523 ليكون موجودا في شبكية العين ، افترضنا أن مكانة المصفوفة خارج الخلية لشبكية العين البشرية يمكن تلخيصها في المختبر وبالتالي دعم تمايز المستقبلات الضوئية من hESCs36. أظهر تحليل النسخ أحادي الخلية أن أسلاف المستقبلات الضوئية التي تشارك في التعبير عن القضيب المخروطي و recoverin تم إنشاؤها بعد 32 يوما. تم استخدام نموذج فأر متحور تنكس الشبكية 10 (rd10) يحاكي التهاب الشبكية الصباغي البشري الصبغي الجسدي لتقييم فعالية اليوم 32 من أسلاف مستقبلات الضوء المشتقة من hESC في الجسم الحي. تم حقن الخلايا السلفية للمستقبلات الضوئية المشتقة من hESC في الفضاء تحت الشبكية للفئران rd10 في P20 ، حيث يستمر خلل وتنكس المستقبلات الضوئية36. هنا ، نصف بروتوكولا مفصلا لإعداد أسلاف مستقبلات الضوء المشتقة من hESC المحفوظة بعد التبريد وتسليمها إلى الفضاء تحت الشبكية للفئران rd10 . يمكن أيضا استخدام هذه الطريقة لإدارة AAVs أو معلقات الخلايا أو الببتيدات أو المواد الكيميائية في الفضاء تحت الشبكية في الفئران.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تم إجراء التجارب في الجسم الحي وفقا للمبادئ التوجيهية والبروتوكول المعتمد من قبل اللجنة المؤسسية لرعاية واستخدام في SingHealth (IACUC) وبيان جمعية الأبحاث في الرؤية وطب العيون (ARVO) لاستخدام في أبحاث العيون والرؤية. تم تثبيط مناعة الجراء من P17 (قبل الزرع) إلى P30 (بعد الزرع) عن طريق إطعامهم مياه الشرب التي تحتوي على السيكلوسبورين (260 جم / لتر).
1. تحضير أسلاف مستقبلات الضوء المشتقة من hESC في اليوم 32 بعد الحفظ بالتبريد
2. توصيل تحت الشبكية ل hESCs في الفئران rd10
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تم تجميع المحقنة الزجاجية سعة 10 ميكرولتر وفقا لتعليمات الشركة الصانعة (الشكل 1) ، وتظهر الإبرة الحادة المستخدمة لتوصيل تعليق / وسائط الخلية في الشكل 1 ب. يوضح الشكل 2 طرقا مختلفة للحقن تحت الشبكية. نصف نهج pars plana في هذا البروتوكول (الشكل 2C). تم إدخال الإبرة الحادة المثبتة على حقنة زجاجية من خلال جرح بضع التصلب والوصول إلى الفضاء تحت الشبكية في جميع أنحاء العالم. كما هو موضح في
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تم استخدام الحقن تحت الشبكية لزراعة تعليق الخلايا لعلاج RPE وأمراض الشبكية23،25،26،27،28،31،40. هذا النهج ضروري للغاية في دراسات القوارض ليس فقط لزرع الخلايا ونهج العلاج الجيني ولكن أيضا لتقييم المركبات العلاجية الجديدة لأمراض الشبكية. حاليا ، يتم استخدام ثلاثة طرق رئيسية لتوصيل الخلايا أو A...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
هوي غون تاي هو أحد مؤسسي شركة Alder Therapeutics AB. يعلن مؤلفون آخرون عدم وجود مصالح متنافسة.
نشكر وي شنغ تان ولوان شيانغ شيويه ين وشيني لي وينغينغ تشونغ على تقديم المساعدة الفنية لإعداد اليوم 32 من أسلاف مستقبلات الضوء المشتقة من hESC بعد الحفظ بالتبريد. تم دعم هذا العمل جزئيا من خلال منح من جائزة منحة أبحاث الباحثين الشباب التابعة للمجلس الوطني للبحوث الطبية (NMRC / OFYIRG / 0042/2017) ومنحة برنامج البحث التنافسي الرابع والعشرين لمؤسسة البحوث الوطنية (CRP24-2020-0083) إلى H.G.T.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| 0.3٪ Tobramycin | Novartis | NDC 0078-0813-01 | توبريكس (3.5 جم) |
| 0.3٪ توبرامايسين و 0.1٪ ديكساميثازون | نوفارتيس | NDC 0078-0876-01 | توبراديكس (3.5 جم) |
| 0.5٪ بروباراكائين هيدروكلوريد | ألكون | NDC 0998-0016-15 | 0.5٪ ألكايين (15 مل) |
| 1 مل حقنة توبركولين | توريمو | SS01T2713 | |
| 1٪ تروبيكاميد | ألكون | NDC 0998-0355-15 | 1٪ ميدرياسيل (15 مل) |
| 2.5٪ فينيل إيفرين هيدروكلوريد | Alcon | NDC 0998-0342-05 | 2.5٪ Mydfrin (5 مل) لوحة |
| زراعة الأنسجة 24 بئر | Costar | 3526 | |
| 30 G إبرة يمكن التخلص | Becton Dickinson (BD) | 305128 | |
| 33 جم ، إبر حادة بطول 20 مم | هاميلتون | 7803-05 | |
| عداد الخلايا الآلي | NanoEnTek | الموديل: حواء | |
| B27 بدون فيتامين أ | لايف تكنولوجيز | 12587001 | 2٪ 36< / sup> |
| بوبرينورفين | سيفا | طبيب بيطري (0.3 مجم / مل) | |
| CKI-7 | Sigma | C0742 | 5 & micro ؛ M36< / sup> |
| Cyclosporine | Novartis | 260 جم / لتر في مياه الشرب | |
| اليوم 32 الخلايا السلفية المستقبلة للضوء المشتقة من hESC | يتم | الخلايا الجذعية الجنينية البشرية لمدة 32 يوما. انظر البروتوكول في المرجع 36. | |
| شركة صناعات الشاش | الفائز المحدودة | 1SNW475-4 | |
| غلاسكو الحد الأدنى من الوسط | الأساسي جيبكو | 11710 & ndash ؛ 035 | |
| hESC خط الخلية H1 | WiCell Research Institute | WA01 | |
| عامل التغذية العصبية المشتق من الدماغ البشري (BDNF) | Peprotech | 450-02-50 | 10 نانوغرام / مل < سوب >36< / sup> عامل |
| التغذية العصبية الهدبي البشري (CNTF) | Prospec-Tany Technogene | CYT-272 | 10 نانوغرام / مل 36 |
| هيدروكلوريد الكيتامين (100 مجم / مل) سيفا | سانت & إيكوت ؛ Animale | KETALAB03 | |
| LN-521 | Biolamina | LN521-02 | 1 & micro; g36< / sup> |
| mFreSR | STEMCELL Technologies | 5854 | |
| حقنة زجاجية ميكرولتر (10 مل) | هاميلتون | 7653-01 | |
| N- [N- (3،5-difluorophenacetyl-L-alanyl)] -S-phenylglycine t-butyl ester (DAPT) | Selleckchem | S2215 | 10 & micro ؛ M36< / sup> |
| N-2 supplement | Life Technologies | A13707-01 | 1٪ 36< / sup> |
| الأحماض الأمينية غير الأساسية (NEAA) | Gibco | 11140 & ndash ؛ 050 | 1x36< / sup> |
| NutriStem XF Media | Satorius | 05-100-1A | |
| مجهر التشغيل | Zeiss | OPMI LUMERA 700 | مع وظيفة iOCT المدمجة |
| PRDM (وسيط تمايز المستقبلات الضوئية ، 50 مل) كلية | الطب DUKE-NUS | انظر تكوين الوسائط 36< / sup>. متوسطة قاعدية ، 10 وميكرو ؛ M DAPT ، 10 نانوغرام / مل BDNF ، 10 نانوغرام / مل CNTF ، 0.5 & مايكرو ؛ حمض الريتينويك M ، 2٪ B27 و 1٪ N2. الوسط القاعدي: 1x GMEM ، 1 ملي بيروفات الصوديوم ، 0.1 ملي مولار B-mercaptoethanol ، 1x أحماض أمينية غير أساسية (NEAA). | |
| بيروفات | جيبكو | 11360 &ndash ؛ 070 | 1 ملم < سوب>36< / سوب> |
| رود10 الفئران | مختبر جاكسون | B6. الفئران CXB1-Pde6brd10 / J | الجنس: ذكر / أنثى ، العمر: P20 (حقن) ، الوزن: 3-6 جم & nbsp ؛ |
| حمض الريتينويك | توكرس بيوساينس | 0695/50 | 0.5 & ميكرو ؛ M36< / sup> |
| غطاء دائري (12 مم) | فيشر ساينتفيك | 12-545-80 | |
| SB431542 | سيجما | S4317 | 0.5 & مايكرو ؛ M36< / sup> |
| Vidisic Gel (10 g) | Dr. Gerhard Mann | ||
| Xylazine hydrochloride (20 mg / mL) | Troy Laboratories | LI0605 | |
| & beta ; -mercaptoethanol | Life Technologies | 21985 & ndash ؛ 023 | 0.1 مللي متر < سوب >36 < / سوب> |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه
طلب إذن