מתואר הליך כירורגי לביצוע זריקות לתוך בור המים המותני של החולדה הצעירה. גישה זו שימשה להעברה תוך-תאית של וקטורים של ריפוי גנטי, אך צפוי כי גישה זו תוכל לשמש למגוון טיפולים, כולל תאים ותרופות.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
מתואר הליך כירורגי לביצוע זריקות לתוך בור המים המותני של החולדה הצעירה. גישה זו שימשה להעברה תוך-תאית של וקטורים של ריפוי גנטי, אך צפוי כי גישה זו תוכל לשמש למגוון טיפולים, כולל תאים ותרופות.
ריפוי גנטי הוא טכנולוגיה רבת עוצמה כדי לספק גנים חדשים לחולה לטיפול במחלה, בין אם זה להחדיר גן פונקציונלי, להשבית גן רעיל, או לספק גן שהתוצר שלו יכול לווסת את הביולוגיה של המחלה. שיטת המסירה של הווקטור הטיפולי יכולה ללבוש צורות רבות, החל מעירוי תוך ורידי למסירה מערכתית ועד הזרקה ישירה לרקמת המטרה. עבור הפרעות נוירודגנרטיביות, לעתים קרובות רצוי להטות את הטרנסדוקציה לכיוון המוח ו / או חוט השדרה. הגישה הכי פחות פולשנית למיקוד מערכת העצבים המרכזית כולה כוללת הזרקה לנוזל השדרה (CSF), מה שמאפשר לטיפול להגיע לחלק גדול ממערכת העצבים המרכזית. הגישה הבטוחה ביותר להעברת וקטור לתוך CSF היא הזרקה intrathecal מותני, שבו מחט מוחדרת לתוך בור מותני של חוט השדרה. טכניקה זו, הידועה גם בשם ניקור מותני, נמצאת בשימוש נרחב במכרסמים יילודים ובוגרים ובמודלים של בעלי חיים גדולים. בעוד שהטכניקה דומה בין מינים ושלבי התפתחות, הבדלים עדינים בגודל, במבנה ובגמישות של רקמות המקיפות את החלל התוך-תאי דורשים התאמות בגישה. מאמר זה מתאר שיטה לביצוע ניקור מותני בחולדות צעירות כדי לספק וקטור סרוטיפ 9 הקשור לאדנו. כאן, 25-35 μL של וקטור הוזרקו לתוך הבור המותני, וכתב חלבון פלואורסצנטי ירוק (GFP) שימש כדי להעריך את פרופיל ההתמרה כתוצאה מכל זריקה. היתרונות והאתגרים של גישה זו נדונים.
ההבטחה של טיפולים גנטיים בתיווך ויראלי סוף סוף התגשמה בשנים האחרונות עם אישור ה- FDA לטיפולים לאטרופיה של שרירי עמוד השדרה, ניוון רשתית, המופיליה פקטור IX, סרטן ועוד 1,2,3,4. אינספור טיפולים אחרים נמצאים כעת בפיתוח. ריפוי גנטי נועד להעביר גן טיפולי לתאי המטופל. תוצרי הגן החדש יכולים להחליף את הפעילות החסרה בגן אנדוגני לקוי, לעכב גן רעיל, להרוג תאים סרטניים או לספק תפקוד מועיל אחר.
עבור מחלות המשפיעות על מערכת העצבים המרכזית (CNS), העברת וקטור הטיפול הגנטי ישירות לרקמת המטרה היא לעתים קרובות רצויה. גישות לא מערכתיות מספקות שני יתרונות: הן ממזערות תופעות לוואי מחוץ למטרה שעלולות להיגרם על ידי התמרה היקפית, והן מפחיתות מאוד את כמות הווקטור הדרושה להשגת רמות נאותות של התמרה ברקמת המטרה5.
ישנן מגוון גישות להעברת וקטורים של ריפוי גנטי למערכת העצבים המרכזית. הזרקה Intraparenchymal, הזרקה של וקטור ישירות לתוך חוט השדרה או רקמת המוח, יכול לשמש למסירה לאזור מוגדר. עם זאת, עבור מחלות רבות, transduction רחב של CNS רצוי. ניתן להשיג זאת על ידי העברת וקטור לנוזל השדרה (CSF)5, הנוזל שזורם בתוך ומסביב למוח ולחוט השדרה. ישנן שלוש דרכים עיקריות להעביר וקטורים ל- CSF. הגישה הפולשנית ביותר היא העברה תוך-מוחית, הכוללת קידוח חור בור דרך הגולגולת והתקדמות מחט דרך המוח לתוך החדרים הרוחביים. זה מניב התמרה בכל המוח. עם זאת, ההליך עלול לגרום לדימום תוך גולגולתי, והגישה בדרך כלל מייצרת רק התמרה מוגבלת של חוט השדרה6. הזרקה לתוך cisterna magna בבסיס הגולגולת היא פחות פולשנית, אבל נושאת את הסיכון של נזק לגזע המוח. בעוד שלעתים קרובות נעשה שימוש במחקר בבעלי חיים5, הזרקה לתוך cisterna magna כבר לא בשימוש שגרתי במרפאה7. ניקור מותני הוא הגישה הכי פחות פולשנית לגישה ל- CSF. זה כרוך בהחדרת מחט בין שתי חוליות מותניות לתוך בור המותני.
ניקור מותני למסירה וקטורית מבוצע באופן שגרתי בחולדות ועכברים בוגרים ובעכברים ילודים 8,9. מחברי מחקר זה ביצעו לאחרונה ניקורים מותניים בחולדות צעירות (גיל 28-30 יום) כדי לספק וקטורים של סרוטיפ 9 הקשור לנגיף אדנו (AAV9). בחולדות בוגרות, מחט ניקוב מותני בילוד הונחה במאונך בין חוליות L3 ו-L49. מיקום נכון גורם לתנועת זנב ו-CSF לזרום למעלה לתוך מאגר המחטים. בחולדות צעירות, לעומת זאת, לא ניתן היה להשיג אף אחת מהקריאות הללו. לאחר מכן ניסו החוקרים להתאים הליך עכברי בוגר באמצעות מזרק אינסולין 27 גרם שהוחדר בזווית בין L5 ל-L610. בעכברים בוגרים, שהם בדרך כלל קטנים יותר מחולדות P28, זה לא מייצר תנועת זנב, אבל מיקום מחט שגוי ניכר על ידי זרימה חוזרת של ההזרקה. בחולדות צעירות, לעומת זאת, גישה זו הובילה באופן אחיד להעברת ההזרקה באופן אפידורלי, ככל הנראה כתוצאה מגמישות שונה בין עכברים בוגרים לחולדות צעירות של שכבות הרקמה המקיפות את חוט השדרה. גישות הצנתר נבדקו בהמשך. באופן ספציפי, קטטר הוכנס דרך חתך בדורה של בור המים המותני ועד חוט השדרה באמצע בית החזה; עם זאת, גישה זו הובילה לרפלוקס משמעותי של ההזרקה חזרה ממקום החתך במהלך הלידה. גם ניסיונות להחדיר את הצנתר לחלל התוך-תאי באופן מלעורי באמצעות מחט מנחה לא צלחו. בשל הצרה של הרוחב הבין-למינרי, סביר להניח שהקטטר יפגע בלמינה הרוסטרלית ולא יתקדם.
כאן, מתוארת שיטה להשגת אספקת פתרון מוצלחת וניתנת לשחזור באמצעות ניקור מותני בחולדה הצעירה. גישה זו יכולה לשמש עבור וקטורים נגיפיים, וככל הנראה גם עבור תאים, תרופות וטיפולים אחרים.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
מחקר זה אושר על ידי הוועדה המוסדית לטיפול ושימוש בבעלי חיים באוניברסיטת אמורי (IACUC). במחקר הנוכחי נעשה שימוש בחולדות ספראג-דולי (גיל 28-30 יום, מסה בטווח של כ-90-135 גרם, זכרים ונקבות).
1. הכנת הווקטור
2. הכנת כלוב ההתאוששות
3. הכנת הפלטפורמה הכירורגית
4. הכנת בעלי חיים
5. חשיפת עמוד השדרה המותני
6. טעינת המזרק
7. ביצוע ההזרקה
8. סגירת החתך
9. התאוששות וניטור
10. הליך מעקב
הערה: כדי לקבוע את הדיוק של טכניקת ההזרקה, הזריקו צבע כחול טריפאן כמתואר לעיל ולאחר מכן הרדימו מיד את בעל החיים (בהתאם לפרוטוקולים שאושרו במוסדות) ובצעו כריתת למינקטומיה כדי לדמיין את התוצאה.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כדי לקבוע את הדיוק של טכניקת ההזרקה, צבע, טריפאן כחול, שימש כפונדקאית לטיפול. צבע זה נקשר בקלות לחלבונים, כך שהוא בדרך כלל נשאר בתוך המבנה שלתוכו הוא הוזרק. משמעות הדבר היא שהצבע עשוי שלא לחזות במדויק את התפלגות הטיפול לאחר ההזרקה; הוא משמש פשוט כדי לחשוף את הדיוק של ההזרקה. כאשר הוא מוכנס בהצלחה לבור המים המותני, כחול טריפאן נקשר לדורה מאטר, ומכתים את היקף חוט השדרה בכחול. עם זאת, כאשר המחט אינה מצליחה לחדור את הדורה מאטר, הצבע מגיע בסופו של דבר לחלל האפידורלי. הן הדורה מאטר והן הרקמות הסובבות אותו (פני השטח של העצם והר...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
מגוון רחב של מחלות משפיעות על מערכת העצבים המרכזית. מתן עותק פונקציונלי של הגן הרלוונטי באמצעות וקטור נגיפי היא אסטרטגיית טיפול אטרקטיבית עבור אלה שהם רצסיביים ומונוגניים בטבע, כגון ניוון שרירים בעמוד השדרה. עם זאת, מחסום הדם-מוח (BBB) אינו כולל את רוב וקטורי הריפוי הגנטי הניתנים תוך ורידי11. אלה שיכולים לחצות את BBB, כגון AAV9, חייבים להינתן במינונים גבוהים כדי להתגבר על אובדן וקטור עקב התמרה היקפית12. גם הגיל מהווה מחסום. החשיפה הסביבתית לסרוטיפים השונים של AAV עולה עם גי...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
ד"ר דונסנטה הוא ממציא פטנט תלוי ועומד בנוגע לניהול CSF של וקטורי AAV9.
המחברים רוצים להודות לסטיבן גריי, מתיו ריו, ננדה רגמי ולייסי סטרמן מ-UT Southwestern על דיון פורה באתגר שמציבות חולדות צעירות להזרקה תוך-תאית. עבודה זו נתמכה חלקית על ידי מימון של יגואר תרפיה גנטית (ל JLFK).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| 200 ומיקרו; L קצות פיפטה מסוננים | MidSci | PR-200RK-FL | וירוס צנרת |
| AAV9-GFP | בונה וקטור | P200624-1005ynr | AAV9 וקטור המבטא GFP |
| תפר נספג עם מחט מצופה מחט ויקריל פוליגלקטין 910 FS-2 3/8 מעגל מחט חיתוך הפוכה גודל 4 - 0 קלוע | McKesson | J422H | תפר |
| ספסל כרית VWR | 56616-031 | ניתוח | |
| רפידות איזותרמיות של Braintree Scientific, 8 אינץ' x 8 אינץ' | פישר סיינטיפיק | 50-195-4664 | שומר על טמפרטורת הגוף |
| בופרנורפין | מקסון | 1013922 | משכך כאבים |
| בופרנורפין-ER (1 מ"ג/מ"ל) | Zoopharma | משכך כאבים בשחרור מושהה | |
| ספוגיות צמר גפן | פישר סיינטיפיק | 19-365-409 | הסרת דם |
| וילון, עכבר, פלסטיק שקוף, 12 אינץ' x 12 אינץ', עם דבק Fenestration | Steris | 1212CPSTF | וילון כירורגי |
| Dumont #5 מלקחיים | Fine Science Tools | 11251-20 | מלקחיים |
| שמיכה חשמלית | CVS Health | CVS Health Series 500 כרית חימום ארוכה במיוחד | |
| Eppendorf Research plus, פיפטה חד ערוצית, משתנה, 20– 200 ומיקרו; L | Eppendorf | 3123000055 | וירוס פיפטינג |
| מספריים עדינים | כלי מדע עדינים | 14059-11 | מספריים כירורגיים מעוקלים |
| Friedman-Pearson Rongeurs | Fine Science Tools | 16121-14 | Laminectomy |
| Halsey מחזיקי מחט | Fine Science Tools | 12001-13 | נהג מחט |
| מזרקי אינסולין עם מחט עדינה במיוחד 12.7 מ"מ x 30 גרם 3/10 מ"ל/סמ"ק | מזרק BD | 328431 | |
| איזופלורן | McKesson | 803250 | |
| מגבוני איזופרופנול | פישר סיינטיפיק | 22-031-350 | חיטוי עור |
| לידוקאין, 1% | McKesson | 239935 | בהרדמה מקומית |
| : 1.5 מ"ל | פישר סיינטיפיק | 05-408-137 | טעינת המזרק |
| פובידון-יוד | פישר סיינטיפיק | 50-118-0481 | לחיטוי עור |
| - #4 | Fine Science Tools | 10004-13 | מחזיק להב אזמל |
| תא אינדוקציה Sure-Seal | Braintree Scientific | EZ-17 | קופסת הרדמה |
| להב כירורגי Miltex פלדת פחמן מס' 11 סטרילי חד פעמי עטוף בנפרד | McKesson | 4-111 | #11 להב אזמל |
| SYSTANE משחת עיניים לילה | משחת עיניים אלקון | ||
| הזרקת | טריפן כחול | VWR | 97063-702 |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.