יישום השיטה הנכונה למתן תרופות הוא אחד הגורמים הקריטיים להשגת תוצאות טיפוליות מוצלחות. למרות שפע השיטות להעברת חומרים טיפוליים למערכת העצבים המרכזית (CNS), רק שיטות בודדות מדווחות להעברת מערכת העצבים ההיקפית (PNS) בהזרקה עצבית ישירה. הזרקה עצבית ישירה, כגון הזרקה לגרעיני השורש הגבי (DRG) בחולדות, נוסתה במחקרים פרה-קליניים להבנה טובה יותר של מנגנוני כאב, רעילות תרופות, העברת גנים 1,2,3 ופיתוח שיטה כללית 1,4. דיווחים נוספים על הזרקת עצב ישירה כוללים הזרקת עצב עמוד השדרה4, הזרקת עצב סיאטי1 והזרקת עצב תועה בחולדות5 ועכברים6. לאחרונה הוצעה שיטה להזרקה סופרכונדריאלית להפצה טובה יותר של טיפולים לראש עצב הראייה בארנבים7.
DRG נחשב למיקום האידיאלי להזרקה ישירה של וקטורים טעוני טרנסגנים כגון וירוס הקשור לאדנו (AAV) בגלל התפקוד החושי של גופי התאים ב-DRG2. תוארו שיטות כירורגיות ולא כירורגיות של זריקות DRG 1,8. עם זאת, נמצאו מסקנות שנויות במחלוקת לגבי עקביות התוצאות עם השיטה הלא כירורגית של הזרקת DRG1. שיטה כירורגית הכוללת כריתת למינקטומיה חלקית הוצעה כמוצלחת ב-100% עבור הזרקת DRG בחולדות ללא כל שינוי בתוצאות ההתנהגות3, כמו גם שיטה הכוללת אוסטאוטומיה חלקית בעכברים9. מספר מחקרים מדווחים על שיטות הזרקת DRG למתן תרופות, ששימשו במחקר פרה-קליני של ריפוי גנטי בחולדות ועכברים 1,2,10. מחקרי ריפוי גנטי מבוססי וקטור הכוללים זריקות מקומיות עשויים לכלול את היתרונות הבאים: ירידה בביטוי מחוץ למטרה, הפחתת רעילות מערכתית ועומסים נגיפיים ונפחי הזרקה קטנים יותר, ירידה בסיכון לסיבוכים אימונוגניים11,12.
שיטת הזרקה ישירה לעצב הסיאטי, העצב הארוך ביותר בגוף, נוסתה על ידי חשיפת העצב הסיאטי הימני ברמת אמצע הירך של חולדה. השיטה השתמשה בפיפטה מזכוכית משוכה המצוידת במערכת הזרקה מבוקרת מיקרו-מעבד כדי להזריק נפח כולל של 10 מיקרוליטר צבע עם קצב זרימה של 1.2 מיקרוליטר לדקה1. ניסוי זה הראה חוסר בפיזור הצבע לרמה של DRG, וההתפלגות הייתה מוגבלת בעיקר סביב אתר ההזרקה. באופן דומה, שיטות אחרות של הזרקות עצב ישירות, כגון הזרקות עצב עמוד השדרה, נוסו עם צבע כדי להעריך את הכמות המתאימה של נפח ההזרקה ודפוס חלוקת הצבע בחולדות. 2 מיקרוליטר מוצע כאופטימלי להזרקת עצב עמוד השדרה, בעוד ש-3 מיקרוליטר צבע על ידי הזרקת DRG הראו את ההתפלגות בגרעיני השורש הגבי והגחוני בחולדות1. נפח הזרקת DRG בעכברים דווח כאופטימלי מ-1.0 מיקרוליטר ל-1.5 מיקרוליטר בהתבסס על מתח וגודל גוף 2,9.
שיטת הזרקת עצב תועה ישירה שימשה בחולדות5 ובעכברים6 כדי להעריך את תפקיד הפגיעה העצבית או שלמות התא בהעברת α-synuclein אנושי. שני מחקרים אלה, שנערכו על ידי אותה קבוצת חוקרים, מתארים שיטה קצרה של הזרקה ישירה של וקטורי AAV לעצב התועה השמאלי באזור צוואר הרחם. בחולדות, השיטה כללה נימי זכוכית בקוטר קצה של 60 מיקרומטר כדי להזריק וקטור של 2 מיקרוליטר בקצב זרימה של 0.5 מיקרוליטר לדקה עם מזרק המילטון של 5 מיקרוליטר. בעכברים, נפח כולל של תמיסת וקטור של 750 nL הוזרק בקצב זרימה של 160 nL/min באמצעות מחט פלדה קהה 36-G המותקנת על מזרק NanoFil10 μL 6. ניסויים אלה הראו כי הטרנסגן הועבר והתבטא באקסונים בפונס ובמוח האמצעי של החולדות והעכברים. באופן דומה, הגרעין המוטורי הגבי של עצב הנרתיק השמאלי הראה תגובה חיסונית חיובית עם טרנסגן. ראיות אלה ממחישות כי שיטת הזרקת עצב התועה הישירה עשויה להיות שיטה אמינה בריפוי גנטי שבו ההתמרה התאית מורחבת למספר מיקומים במוח, המקרינים אקסונים דרך עצב התועה. עם זאת, שיטות אלו אינן מזכירות את השימוש בצבע כלשהו כדי לעקוב אחר נאמנות ההזרקה.
כאן, מתוארת שיטה להזרקה ישירה לעצב התועה השמאלי באמצעות צבעי מעקב לא רעילים החלים במידה רבה על חוקרים במחקרים פרה-קליניים. נדונות מלכודות פוטנציאליות שעלולות לגרום לקשיים במתן תרופות והדרכים להתגבר עליהן. מצבים אלה מומחשים בתמונות כדי להראות מה גורם למשלוח לא מוצלח והדרך להפוך אותו למוצלח.