Artículo de método

Tecnologías fundamentales y de última generación en estudios de retina y reparación de enfermedades

DOI:

10.3791/65003

⸱

3 de marzo de 2023

 , 
1State Key Laboratory of Ophthalmology, Zhongshan Ophthalmic Center, Sun Yat-sen University

En este artículo

Resumen

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ARTÍCULOS DISCUTIDOS:

Ma, Y., Li., T. Monitorización del crecimiento dinámico de los vasos de la retina en un modelo de ratón de retinopatía inducida por oxígeno. Revista de Experimentos Visualizados. (170), E62410 (2021).

Guan, Y., Xie, B. Zhong, X. Sistema de inducción de organoides retinianos para la derivación de tejidos retinianos 3D a partir de células madre pluripotentes humanas. Revista de Experimentos Visualizados. (170), E62435 (2021).

Rose, K., Lokappa, S. Chen, J. Dos métodos de peeling para el aislamiento de compartimentos de células fotorreceptoras en la retina del ratón para el análisis de proteínas. Revista de Experimentos Visualizados. (178), E62977 (2021).

Ye., Q. et al. Métodos in vivo para evaluar la función y estructura de las células ganglionares de la retina y el nervio óptico en animales grandes. Revista de Experimentos Visualizados. (180), E62879 (2022).

Abbas, F., Vinberg, F., Becker, S. Optimización de la configuración y las condiciones para el electrorretinograma ex vivo para estudiar la función de la retina en ojos pequeños y grandes. Revista de Experimentos Visualizados. (184), E62763 (2022).

Okan, I., Ahmadian, M., Tutuncu, Y., Altay, H., Agca, C. Método de PCR digital de gotas para la cuantificación de la eficiencia de la transducción de AAV en retina murina. Revista de Experimentos Visualizados. (178), E63038 (2021).

Editorial

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Cuidadosamente esculpido por la evolución, el ojo comprende tejidos complejos pero bellamente organizados que trabajan juntos para detectar la luz. La retina, una parte del ojo que representa una extensión externa del cerebro, juega un papel central en la detección de fotones, la conversión de luz en códigos neuronales y la transmisión de información neuronal codificada al cerebro. Debido a su importancia en estos procesos, la retina ha sido estudiada durante décadas como modelo de procesos fisiológicos y patológicos del sistema nervioso central. Sin embargo, la ceguera incurable sigue siendo causada principalmente por la degeneración de la retina.

El objetivo temático de esta colección de métodos es proporcionar métodos altamente reproducibles y consistentes para científicos y oftalmólogos dedicados a la investigación ocular. En línea con este objetivo, se han incluido y discutido en esta colección seis artículos sobre métodos novedosos o mejorados. Estos artículos cubren métodos que incluyen el monitoreo del crecimiento dinámico de los vasos en condiciones patológicas, la diferenciación de iPS humanos en organoides de la retina, la preparación de compartimentos celulares fotorreceptores, la evaluación in vivo de las funciones de las células ganglionares de la retina (RGC) en animales grandes, la optimización del registro de electrorretinogramas (ERG) ex vivo y la titulación simplificada de partículas de virus adenoasociados (AAV) con fines terapéuticos y de investigación.

Brevemente, como parte de esta colección, Ma y Li1 proporcionan una técnica para mejorar el análisis de imágenes que involucra el monitoreo de la remodelación de los vasos retinianos en condiciones de retinopatía inducida por oxígeno (OIR), que ayudará en el estudio de una variedad de enfermedades relacionadas con los vasos retinianos, como la retinopatía diabética proliferativa (PDR), la retinopatía del prematuro (ROP) y la oclusión de la vena retiniana (RVO). Guan et al.2 describen un protocolo optimizado de inducción de organoides retinianos para generar tejidos retinianos con alta reproducibilidad y eficiencia, lo que beneficiará el modelado de enfermedades y la terapia celular. Rose et al.3 presentan una técnica relativamente rápida y sencilla para enriquecer fracciones de proteínas subcelulares específicas de fotorreceptores en bacilos normales, que se puede adaptar para aislar e investigar cuantitativamente la composición proteica de otras capas de la retina de retinas sanas y degeneradas. Ye et al.4 demuestran la evaluación in vivo de la estructura y función de las RGC y el nervio óptico (ON) en animales grandes, incluidas cabras y primates no humanos, mediante el uso de potencial evocado visual (VEP), electrorretinograma de patrón (PERG) y tomografía de coherencia óptica (OCT), con el objetivo de aumentar la reproducibilidad experimental y facilitar el uso de grandes modelos animales de neuropatías ópticas. Abbas et al.5 optimizan la configuración y las condiciones de los electrorretinogramas ex vivo para mejorar el análisis de la función retiniana y maximizar la amplitud y estabilidad de la respuesta, lo que permite la cuantificación de las contribuciones de los tipos de células individuales en la retina aislada. Estas mejoras facilitan la investigación de las respuestas a la luz en muestras de retina de animales grandes y ojos de donantes humanos. Por último, Okan et al.6 proporcionan un método de PCR digital en gotas (dd-PCR) para cuantificar el número absoluto de copias del genoma del virus adenoasociado (AAV) en una retina inyectada con alta precisión. Este método beneficiará enormemente al creciente número de estudios e industrias de edición / terapia génica que utilizan rutinariamente vectores AAV para transducir los tejidos del huésped. El método también podría modificarse potencialmente para la cuantificación del número de copias del ADN mitocondrial.

Todos los artículos anteriores de esta colección de métodos describen tecnologías de vanguardia dirigidas a la fisiología de la retina y los mecanismos de la enfermedad, y estas tecnologías son particularmente útiles en el campo de rápido desarrollo de la terapia génica y celular de la retina. Sin embargo, estos métodos no son del todo sencillos, ya que existe una variación considerable en la confiabilidad entre laboratorios y configuraciones. Sin embargo, las mejoras constantes, como las que se presentan en esta colección, eventualmente conducirán a innovaciones en el desarrollo de nuevas herramientas y metodologías, lo que permitirá enfrentar los desafíos futuros y hacer avanzar el campo. En conclusión, esto representa una colección de métodos exitosa que es de gran interés para la audiencia en el campo.

Divulgaciones

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Los autores no tienen nada que revelar.

Agradecimientos

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Queremos agradecer a todos los autores y participantes por hacer posible esta colección.

Referencias

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  1. Ma, Y., Li, T. Monitoring dynamic growth of retinal vessels in oxygen-induced retinopathy mouse model. Journal of Visualized Experiments. (170), e62410(2021).
  2. Guan, Y., Xie, B., Zhong, X. Retinal organoid induction system for derivation of 3D retinal tissues from human pluripotent stem cells. Journal of Visualized Experiments. (170), e62435(2021).
  3. Rose, K., Lokappa, S., Chen, J. Two peeling methods for the isolation of photoreceptor cell compartments in the mouse retina for protein analysis. Journal of Visualized Experiments. (178), e62977(2021).
  4. Ye, Q., et al. In vivo methods to assess retinal ganglion cell and optic nerve function and structure in large animals. Journal of Visualized Experiments. (180), e62879(2022).
  5. Abbas, F., Vinberg, F., Becker, S. Optimizing the setup and conditions for ex vivo electroretinogram to study retina function in small and large eyes. Journal of Visualized Experiments. (184), e62763(2022).
  6. Okan, I., Ahmadian, M., Tutuncu, Y., Altay, H., Agca, C. Digital droplet PCR method for the quantification of AAV transduction efficiency in murine retina. Journal of Visualized Experiments. (178), e63038(2021).

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Retinal VesselsOxygen induced RetinopathyRetinal Organoid Induction3D Retinal TissuesHuman Pluripotent Stem CellsPhotoreceptor Cell CompartmentsProtein AnalysisRetinal Ganglion CellOptic Nerve FunctionEx Vivo ElectroretinogramAAV Transduction Efficiency

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