זריקות תוך-גופיות בוצעו בעין הכבשה במטרה להעביר טיפול גנטי בתיווך ויראלי לרשתית.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
זריקות תוך-גופיות בוצעו בעין הכבשה במטרה להעביר טיפול גנטי בתיווך ויראלי לרשתית.
ישנן מספר שיטות להעברת סוכנים טיפוליים לרשתית, כולל intravitreal (IVT), subretinal, suprachoroidal, periocular, או ניהול מקומי. אספקת תרופות IVT כוללת זריקה לתוך ההומור הזגוגי של העין, חומר ג'לטיני הממלא את החדר האחורי של העין ושומר על צורת כדור הארץ. למרות שמסלול ה- IVT פחות ממוקד באופן ספציפי מאשר לידה תת-קרקעית, הוא הרבה פחות פולשני ונמצא בשימוש נרחב במסגרות קליניות למגוון מחלות עיניים.
בעבר הדגמנו את היעילות של העברה תוך-גופית של מוצר טיפול גנטי בתיווך נגיף אדנו (AAV) (AAV9). CLN5) בכבשים עם צורה טבעית של CLN5 של ליפופוסינוזיס עצבי (NCL). כבשים מושפעות קיבלו טיפול גנטי IVT בעין אחת, כאשר העין השנייה לא מטופלת משמשת כבקרה פנימית. מבנה ותפקוד הרשתית נשמרו בעין המטופלת עד 15 חודשים לאחר הטיפול, בעוד שהעין הלא מטופלת הפגינה ירידה הדרגתית בתפקוד וניוון חמור במהלך הבדיקה שלאחר המוות. בהתבסס על מחקרי הכבשים, מוצר הטיפול הגנטי CLN5 אושר כתרופה חדשה ניסיונית מועמדת (IND) על ידי מנהל המזון והתרופות של ארצות הברית בספטמבר 2021. מאמר זה מפרט את הפרוטוקול הכירורגי להעברת IVT של וקטור ויראלי טיפולי לעין הביצית.
ניתן להשתמש במספר שיטות כדי להעביר חומרים טיפוליים לרשתית, כולל intravitreal (IVT), subretinal, suprachoroidal, periocular, או ניהול מקומי. כל מסלול של מתן כרוך בהתגברות על מחסומים כגון מחסום הדם-רשתית או הממברנות המגבילות הפנימיות והחיצוניות ויש לו שיעורי יעילות משתנים בהתאם לתרופה המועברת וליעד הרשתיתהספציפי 1,2.
אספקת תרופות IVT כוללת זריקה לתוך ההומור הזגוגי של העין, חומר ג'לטיני התופס את החדר האחורי של העין. תפקידו העיקרי של ההומור הזגוגי הוא לשמור על צורת כדור הארץ של העין ולשמור על רקמות העין, כגון העדשה והרשתית, במקום. ההומור הזגוגי מורכב ברובו ממים, עם כמויות קטנות של קולגן, חומצה היאלורונית וחלבונים אחרים שאינם קולוגניים3. הזרקת IVT היא הליך פשוט ונפוץ המשמש באופן שגרתי לטיפול במגוון רחב של מחלות עיניים, כולל ניוון מקולרי תלוי גיל, בצקת מקולרית סוכרתית, רטינופתיה סוכרתית, חסימת ורידים ברשתית ומספר ניוון רשתיתתורשתי 4,5.
ליפופוסצינוזות עצביות (NCL; מחלת באטן) הן קבוצה של מחלות אחסון ליזוזומליות קטלניות הגורמות לניוון חמור של המוח והרשתית. כיום ידועות 13 גרסאות של NCL הנובעות ממוטציות בגנים שונים (CLN1-8, CLN10-14) המשפיעות בעיקר על ילדים, אך יש להן גילאים משתנים של התפרצות וחומרת המחלה6. ה-NCLs חולקים תסמינים פרוגרסיביים נפוצים, כולל ירידה קוגניטיבית ומוטורית, התקפים ואובדן ראייה. אין תרופה ל-NCL; עם זאת, טיפול בתחליפי אנזימים מוכווני מוח נמצא כיום בניסויים קליניים למחלת CLN27,8, וטיפול גנטי בתיווך AAV הראה הבטחה רבה במחקרים פרה-קליניים, כאשר ניסוי קליני לטיפול גנטי CLN5 צפוי להתחיל בשנת 2022 9,10.
מינים רבים אחרים מפתחים צורות טבעיות של NCL, כולל חתולים, כלבים, כבשים ופרות. שני מודלים של ביצות NCL נמצאים כעת במחקר פעיל בניו זילנד: מודל מחלת CLN5 בכבשי בורדרדייל ומודל מחלת CLN6 בכבשים בדרום המפשייר. כבשים מושפעות מציגות רבים מהמאפיינים הקליניים והפתולוגיים של המחלה האנושית, כולל ניוון רשתית ואובדן ראייה10,11. למרות שטיפול גנטי CLN5 מכוון מוח בכבשים עם מחלת CLN5 יכול למנוע או לעצור ניוון מוחי וירידה קלינית, הכבשים המטופלות עדיין מאבדות את ראייתן9. זה הדגיש את הצורך לטפל ברשתית כדי לשמר את הראייה ולשמור על איכות חיים טובה יותר, מה שהוביל להקמת פרוטוקול לטיפול גנטי בעיניים בכבשים.
עין הכבשה מייצגת מודל טוב של העין האנושית בשל הדמיון שלה בממדי הגלובוס של העין, נפח הזגוגית ומבנה הרשתית10,12,13. מאמר זה מפרט את הפרוטוקול הניתוחי להעברת IVT בנפח קטן (≤100 μL) של וקטור ויראלי טיפולי לעין הביצית.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כל הפרוטוקולים הניסויים אושרו על ידי ועדת האתיקה של בעלי חיים של אוניברסיטת לינקולן והם עולים בקנה אחד עם הנחיות המכונים הלאומיים לבריאות בארה"ב לטיפול ושימוש בבעלי חיים במחקר ולחוק רווחת בעלי החיים של ניו זילנד (1999). כבשי בורדרדייל אובחנו בלידה14 והוחזקו בחוות מחקר של אוניברסיטת לינקולן. שלושה אווזים הומוזיגוטיים בני 3 חודשים (CLN5-/-) קיבלו זריקת IVT אחת לעין שמאל, כאשר עין ימין שלא טופלה משמשת כבקרה פנימית. נתוני אלקטרורטינוגרפיה ופתולוגיה הושוו לנתוני בקרה היסטוריים בריאים ומושפעים. הווקטור הנגיפי ששימש במחקר זה היה סרוטיפ נגיף 9 המשלים את עצמו הקשור לאדנו, המכיל את מקדם פעולת הבטא של עוף (CBh) ואת הביצית CLN5 המותאמת לקודון (scAAV9/CBh-oCLN5opt). הווקטור הנגיפי סופק על ידי אוניברסיטת צפון קרוליינה וקטור Core, צפון קרוליינה, ארה"ב.
1. טרום ניתוח

איור 1: ערכת ניתוח תוך-ורידית. המכשירים הדרושים לניתוח IVT כוללים (1) ספקולום להחזקת העפעפיים פתוחים ו-(2) זוג מלקחיים מעוקלים לאף כדי לתפוס את הלחמית הבולבארית ולסובב את העין. (3) המוסטאט אף ישר נכלל גם כמכשיר חלופי לאחיזת הלחמית הבולבארית ולהחזקת העין במקומה אם היא התגלגלה חזרה למסלול העין. ערכה זו עוברת בדיקה אוטומטית לפני הניתוח. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של נתון זה.
2. הליך כירורגי
| בהכרה | מורדם | נקודת התערבות קריטית מומלצת | |
| דופק (פעימות לדקה) | 50-80 (מנוחה) עד 280 (פעיל) | 50-80 | <50, >100 |
| קצב נשימה (נשימות לדקה) | 15-40 (מנוחה) עד 350 (מחומם יתר על המידה) | 10-30 | <8, >40 |
| רוויון חמצן (מ"מ כספית) | 95-100 | 98-100 | <90 |
| CO2 סופני-גאות (מ"מ כספית) | 35-45 | 35-45 | >55 |
| טמפרטורת הגוף (°C) | 38.5-39.5 | 38.5-39.5 | <36, >40 |
טבלה 1: ערכים פיזיולוגיים של פרמטרים שיש לעקוב אחריהם בכבשים מורדמות.
3. הכנה ויראלית
4. ניהול ויראלי

איור 2: סיבוב ונטרומדיאלי של כדור הארץ של העין. (A) תפסו את הלחמית הבולבארית עם מלקחיים שאינם מטורפים ו-(B) סובבו את החוטם בצורה וונטרומדית (כלומר, כלפי מטה ולכיוון החוטם) כדי לחשוף את פני השטח הגביים של העין לצורך הזרקה. קיצורים: V = גחון, D = גב, M = מדיאלי, L = לרוחב. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של נתון זה.

איור 3: מיקום ההזרקה ועומקה. המחט מוזרקת על ההיבט הגבי של כדור העין, ואת מלוא אורכו של פיר המחט (0.5 אינץ '/ 12.7 מ"מ) מוכנס לתוך העין. שימו לב לזווית המחט לכיוון החלק האחורי של העין כדי להימנע מהעדשה ולהזריק קרוב ככל האפשר לרשתית. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של נתון זה.
5. ניהול לאחר הניתוח
6. הערכת יעילות in vivo
7. ניתוח רקמות לאחר המוות
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
היעילות של העברת IVT של וקטור טיפול גנטי CLN5 בהחלשת תפקוד לקוי של הרשתית וניוון בכבשים עם CLN5 NCL הוכחה בעבר על ידי קבוצת מחקר זו15. הכבשים המושפעות קיבלו זריקה אחת של 100 μL IVT של CLN5 ארוזה בסרוטיפ AAV 9 (AAV9) וקטור (AAV9). CLN5) לעין אחת, כאשר העין הנגדית משמשת כבקרה פנימית לא מטופלת. הראייה הוערכה מדי חודש מגיל ההזרקה (3 חודשים) ועד למחלה סופנית (18 חודשים). ניתוח לאחר המוות של היסטולוגיה רשתית בוצע על עיניים מטופלות ולא מטופלות, כמו גם על בקרות בריאות תואמות גיל ו- CLN5.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
זריקות תוך-ורידיות הן אחד ההליכים הכירורגיים הנפוצים ביותר ברפואת עיניים אנושית והוכחו כיעילות במתן טיפולים גנטיים בתיווך AAV לרשתית הכבשים. הוכחנו בעבר את היעילות של AAV9. טיפול גנטי CLN5 הניתן באופן תוך-ורידי בהחלשת תפקוד לקוי של הרשתית וניוון בכבשים עם CLN5 NCL15. יש לקוות כי התרגום של מסלול זה של מתן לחולי NCL אנושיים יועיל גם הוא.
הפרוטוקול להזרקות IVT בנפח קטן לעין כבש הוא פשוט יחסית ולא פולשני, ניתן לשחזור בקלות וקל למי שאינו מומחה ללמוד. ההצלחה תלויה בתאי המטרה ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין ניגודי עניינים לחשוף.
המחברים מבקשים להודות לד"ר סטיב היפ (BVSc, CertVOphthal) על עזרתו בהקמת פרוטוקול זה ובביצוע הזריקות שתוארו על ידי Murray et al.15. המחברים מכירים גם במימון של CureKids ניו זילנד, קרן המחקר הרפואי של קנטרברי, Neurogene Inc, והאגודה לתמיכה ומחקר של מחלות באטן.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| מזרק בטיחות נמוך 1 מ"ל עם מחט 0.5 אינץ' מחוברת לצמיתות | פישר סיינטיפיק, אוקלנד, ניו זילנד | 05-561-28 | Covidien Monoject Tuberculin מזרק בטיחות או דומה |
| 1.5 מ"ל צינור מיקרוצנטריפוגה | Sigma Aldrich | HS4323 | צינורות חיטוי לעיקור לפני השימוש |
| מכונת הרדמה עם ספסל גז ומוניטור | Hyvet Anesthesia, קרייסטצ'רץ', ניו זילנד | ||
| טיפות עיניים אנטיביוטיות | טבע פארמה בע"מ, אוקלנד, ניו זילנד | שם מסחרי: Chlorafast (0.5% chloramphenicol) | |
| BrightMount plus מדיום הרכבה נגד דהייה | Abcam, קיימברידג', בריטניה | ab103748 | |
| DAPI (4′ ,6-diamidino-2-phenylindole dihydrochloride) | Sigma Aldrich, סנט לואיס, מיזורי, ארצות הברית | 10236276001 | |
| תרופת | הרגעה DiazepamIlium, Troy Laboratories Pty Ltd, טאורנגה, ניו זילנד | 5 מ"ג/מ"ל | |
| צינורות אנדוטרכיאליים | Flexicare Medical Ltd, Mountain Ash, בריטניה | Standard, אזיקים. מידות 7, 7.5 או 8 בהתאם לגודל הכבשה | |
| ספקולום עיניים | Capes Medical Ltd, טאורנגה, ניו זילנד | KP151/14 | Nopa Barraquer-Colibri (10 מ"מ) |
| וילון כירורגי מנוסה | Amtech Medical Ltd, Whanganui, ניו זילנד | DI583 | או דומה |
| טיפים לסינון | Interlab, אוקלנד, ניו זילנד | 10, 200 ו-1,000 µ L | |
| תמיסת פורמלדהיד (37%) | פישר סיינטיפיק, אוקלנד, ניו זילנד | AJA809-2.5PL | הכינו עד 10% במים מזוקקים עם 0.9% |
| NaCl עז נגד ארנב Alexa Fluor 594 | Invitrogen Carlsbad, CA, USA | A-11012 | שימוש בדילול של 1:500 |
| חומר הרדמה איזופלורן | Attane, Bayer Animal Health, אוקלנד, ניו זילנד | ||
| קטמין HCl חומר הרדמה/משכך כאבים | PhoenixPharm Distributors Ltd, אוקלנד, ניו זילנד | 100 מ"ג/מ"ל | |
| לרינגוסקופ (וטרינרי) | KaWe Medical, דנמרק | להב Miller C, גודל 2 | |
| מחטים | Capes Medical Ltd, טאורנגה, ניו זילנד | 302025 | BD מחטים היפודרמיות, או דומות |
| נוגדות דלקת לא סטרואידיות | Boehringer Ingelheim (NZ) Ltd, אוקלנד, ניו זילנד | 49402/008 | שם מסחרי: Metacam 20 (20 מ"ג/מ"ל מלוקסיקם) |
| מלקחיים ללא שיניים | Capes Medical Ltd, טאורנגה, ניו זילנד | AB864/16 | או דומה |
| המוסטט ללא שיניים | Capes Medical Ltd, טאורנגה, ניו זילנד | AA150/12 | או דומה |
| סרום עיזים רגיל | תרמו פישר סיינטיפיק, קרייסטצ'רץ', ניו זילנד | 16210072 | |
| חמצן (רפואי) | גז BOC, קרייסטצ'רץ', ניו זילנד | צילינדר D2, קוד גז 180 | |
| מי מלח חוצץ פוספט | Thermo Fisher Scientific, קרייסטצ'רץ', ניו זילנד | 10010023 | פובידון-יוד סטרילית ומסוננת |
| Capes Medical Ltd, טאורנגה, ניו זילנד | 005835 | שם מסחרי: Betadine (10% povidone-iodine) | |
| ארנב חלבון חומצי סיבי גליה (GFAP) | Dako, Glostrup, דנמרק | Z0334 | שימוש בדילול של 1:2,500 |
| סרוטיפ 9 של נגיף הקשור לאדנו, המשלים את עצמו, המכיל את מקדם פעולת בטא של עוף (CBh) ו-CLN5 Vector | צפון קרוליינה, צפון קרוליינה, ארה"ב. | scAAV9 / CBh-oCLN5opt | |
| נתרן כלורי 0.9% IV תמיסת | שכמיות רפואיות בע"מ, טאורנגה, ניו זילנד | AHB1322 | שם מסחרי: תמיסת מלח |
| אנטיביוטיקה תת עורית | Intervet Schering Plough Animal Health Ltd, וולינגטון, ניו זילנד | שם מסחרי: Duplocillin LA (150,000 IU/mL פרוקאין פניצילין ו-115,000 IU/mL בנזאטין פניצילין) | |
| מספריים כירורגיים קהים ומעוקלים | Capes Medical Ltd, טאורנגה, ניו זילנד | SSSHBLC130 | |
| מזרק Terumo Luer Lock | Amtech Medical Ltd, Whanganui, ניו זילנד | SH159/SH160 | מזרקים סטריליים; 10 מ"ל לעריכת תרופות אינדוקציה, 20 מ"ל לעריכת |
| אבקת חיטוי מלח Virkon | קבוצת EBOS בע"מ, קרייסטצ'רץ', ניו זילנד | 28461115 |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.