טכנולוגיות בסיסיות ומתקדמות בחקר רשתית ותיקון מחלות

Yuan Ma; Chunqiao Liu

doi:10.3791/65003

תקציר

מאמרים שנדונו:

Ma, Y., Li., T. ניטור צמיחה דינמית של כלי רשתית במודל עכבר רטינופתיה המושרה על ידי חמצן. כתב העת לניסויים חזותיים. (170), e62410 (2021).

Guan, Y., Xie, B. Zhong, X. מערכת אינדוקציה אורגנואידית ברשתית לגזירת רקמות רשתית תלת מימדיות מתאי גזע פלוריפוטנטיים אנושיים. כתב העת לניסויים חזותיים. (170), e62435 (2021).

Rose, K., Lokappa, S. Chen, J. שתי שיטות פילינג לבידוד תאי קולטני אור ברשתית העכבר לניתוח חלבונים. כתב העת לניסויים חזותיים. (178), e62977 (2021).

Ye., Q. et al. שיטות in vivo להערכת תפקוד ומבנה של תאי גנגליון ברשתית ועצב הראייה בבעלי חיים גדולים. כתב העת לניסויים חזותיים. (180), e62879 (2022).

Abbas, F., Vinberg, F., Becker, S. אופטימיזציה של ההגדרה והתנאים לאלקטרורטינוגרמה ex vivo לחקר תפקוד הרשתית בעיניים קטנות וגדולות. כתב העת לניסויים חזותיים. (184), e62763 (2022).

Okan, I., Ahmadian, M., Tutuncu, Y., Altay, H., Agca, C. שיטת PCR טיפתית דיגיטלית לכימות יעילות התמרת AAV ברשתית העכברים. כתב העת לניסויים חזותיים. (178), e63038 (2021).

מאמר מערכת

העין מפוסלת בקפידה על ידי האבולוציה, והיא מורכבת מרקמות מורכבות אך מאורגנות להפליא הפועלות יחד לחישת אור. הרשתית, חלק מהעין המייצג שלוחה חיצונית של המוח, ממלאת תפקיד מרכזי בזיהוי פוטונים, המרת אור לקודים עצביים והעברת מידע עצבי מקודד למוח. בשל חשיבותה בתהליכים אלה, הרשתית נחקרת במשך עשרות שנים כמודל לתהליכים פיזיולוגיים ומחלות של מערכת העצבים המרכזית. עם זאת, עיוורון חשוך מרפא עדיין נגרם בעיקר מניוון רשתית.

המטרה הנושאית של אוסף שיטות זה היא לספק שיטות עקביות וניתנות לשחזור עבור מדענים ורופאי עיניים המוקדשים לחקר העיניים. בהתאם למטרה זו, שישה מאמרים על שיטות חדשות או משופרות נכללו ונדונו באוסף זה. מאמרים אלה מכסים שיטות הכוללות ניטור צמיחה דינמית של כלי דם בתנאים פתולוגיים, התמיינות iPS אנושית לאורגנואידים ברשתית, הכנת תאי קולטני אור, הערכה in vivo של תפקודי תאי גנגליון רשתית (RGC) בבעלי חיים גדולים, אופטימיזציה של רישום אלקטרורטינוגרמה ex vivo (ERG) וטיטרציה פשוטה של חלקיקי נגיף הקשור לאדנו-וירוס (AAV) למטרות טיפוליות ומחקריות.

בקצרה, כחלק מאוסף זה, Ma ו-Li¹ מספקים טכניקה לניתוח הדמיה משופר הכולל ניטור שיפוץ כלי רשתית בתנאי רטינופתיה הנגרמת על ידי חמצן (OIR), אשר יסייע בחקר מגוון מחלות הקשורות לכלי הדם ברשתית, כגון רטינופתיה סוכרתית פרוליפרטיבית (PDR), רטינופתיה של פגות (ROP) וחסימת ורידים ברשתית (RVO). Guan et ^al.2 מתארים פרוטוקול אינדוקציה אופטימלי של אורגנואידים ברשתית ליצירת רקמות רשתית עם יכולת שחזור ויעילות גבוהות, אשר יועילו למודלים של מחלות וטיפול תאי. רוז ועמיתיו ^מציגים טכניקה מהירה ופשוטה יחסית להעשרת שברי חלבון תת-תאיים ספציפיים לקולטני אור במוטות רגילים, שניתן להתאים אותם לבידוד ולחקירה כמותית של הרכב החלבון של שכבות רשתית אחרות מרשתית בריאה ומתנוונת כאחד. Ye et ^al.4 מדגימים את ההערכה in vivo של RGCs ומבנה ותפקוד עצב הראייה (ON) בבעלי חיים גדולים, כולל עזים ופרימטים שאינם אנושיים, על ידי שימוש בפוטנציאל מעורר חזותי (VEP), אלקטרורטינוגרמה דפוסית (PERG) וטומוגרפיה קוהרנטית אופטית (OCT), במטרה להגביר את יכולת השחזור הניסויית ולהקל על השימוש במודלים של בעלי חיים גדולים של נוירופתיה אופטית. עבאס ואחרים ⁵ מייעלים את ההגדרה והתנאים לאלקטרורטינוגרמות ex vivo כדי לשפר את ניתוח תפקוד הרשתית ולמקסם את משרעת התגובה והיציבות, ובכך מאפשרים לכמת את התרומות של סוגי תאים בודדים ברשתית המבודדת. שיפורים אלה מקלים על חקירת תגובות האור בדגימות רשתית מבעלי חיים גדולים ועיניים תורמות אנושיות. לבסוף, Okan et ^al.6 מספקים שיטת PCR טיפתית דיגיטלית (dd-PCR) לכימות מספרי עותקי גנום מוחלטים של נגיף אדנו-הקשור (AAV) ברשתית מוזרקת בדיוק גבוה. שיטה זו תועיל מאוד למספר ההולך וגדל של מחקרי עריכה/טיפול גנטיים ותעשיות המשתמשות באופן שגרתי בווקטורי AAV כדי להמיר את רקמות המארח. ניתן גם לשנות את השיטה לכימות מספר העותקים של ה-DNA המיטוכונדריאלי.

כל המאמרים הנ"ל באוסף שיטות זה מתארים טכנולוגיות מתקדמות המתמקדות בפיזיולוגיה של הרשתית ובמנגנוני מחלה, וטכנולוגיות אלו שימושיות במיוחד בתחום המתפתח במהירות של טיפול גנטי ותאי רשתית. עם זאת, שיטות אלו אינן פשוטות לחלוטין, מכיוון שיש שונות ניכרת באמינות בין מעבדות להגדרות. עם זאת, שיפורים עקביים, כפי שהוצגו באוסף זה, יובילו בסופו של דבר לחידושים בפיתוח כלים ומתודולוגיות חדשות, ובכך יאפשרו התמודדות עם אתגרי העתיד והנעת התחום קדימה. לסיכום, מדובר באוסף שיטות מוצלח המעורר עניין רב בקרב קהל היעד בתחום.

גילויים

למחברים אין מה לחשוף.

תודות

אנו רוצים להודות לכל המחברים והמשתתפים על שאפשרו את האוסף הזה.

מקורות

Ma, Y., Li, T. Monitoring dynamic growth of retinal vessels in oxygen-induced retinopathy mouse model. Journal of Visualized Experiments. (170), e62410(2021).
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).
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).
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).
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).
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).

הדפסות חוזרות והרשאות

בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה

בקש הרשאה