טכניקה זעיר-פולשני להזרקה לתוך עצב העכברוש אופטי
19 במאי 2015
הזרקה ישירה לעצב הראייה של החולדה שימושית למחקר רגנרטיבי. אנו מדגימים טכניקה זעיר פולשנית להזרקה ישירה לעצב הראייה של חולדה שאינה כרוכה בפתיחת הגולגולת. בשיטה זו, סיבוכים כירורגיים ממוזערים וההחלמה מהירה יותר.
המטרה הכוללת של הליך זה היא לספק גישה זעיר פולשנית להזרקת תרופות או תאי גזע לעצב הראייה של חולדה חיה. זה מושג על ידי הרדמה ראשונה של החולדה, הצבתה על מעמד הדיסקציה והחדרת תפר ללחמית למניפולציה של העין. מאוחר יותר, השלב השני הוא לנתח את רכס המסלול מאחורי העין כדי לחשוף את עצב הראייה.
לאחר מכן, פיפטת הזכוכית מוחדרת לעצב הראייה, והתרופה או תאי הגזע מוזרקים לפני סגירת אתר הניתוח והחייאת החולדה מההרדמה. בסופו של דבר, לאחר פרק זמן מסוים, החולדה מוקרבת, עצב הראייה מנותח וניתן לדמיין את ההשפעות של הזרקת הניתוח או ההשתלה באמצעות מיקרוסקופיה. היתרון העיקרי של טכניקה זו על פני השיטות הקיימות הוא שגישה זו היא זעיר פולשנית, וזה מאפשר לחולדה לשרוד כל עוד אתה צריך.
למד את ההשפעות של הזרקה כירורגית או השתלה. מי שתדגים את ההליך תהיה קייט שוורץ, סטודנטית טכנאית מהמעבדה שלי. בצע את כל ההליכים הכירורגיים בהרדמה עם 2 עד 3% איזוף פלואור.
אשר רמת הרדמה מתאימה של צביטה בבוהן וקצב נשימה. בדוק שהחולדה לא נרתעת בתגובה לבוהן. קמצוץ. אבטח את החיה לפי הצורך כדי למנוע תנועת ראש במהלך ההליך.
לאחר מכן הניחו טיפת לידוקאין על העין הכירורגית. השתמש בדמעות מלאכותיות כל 10 דקות כדי למנוע יובש בזמן הרדמה. תן זריקה טרום ניתוחית של בופרנורפין ב-0.01 מיליגרם לק"ג תת עורית, ולאחר מכן כל שש עד שמונה שעות לפי הצורך.
שמור על חום החיה בעזרת כרית חימום. הרטיבו את פרוות הקרקפת באלכוהול. יש להקפיד להימנע מחשיפה בעיניים.
הקפד להשתמש בכלים סטריליים ובטכניקה סטרילית כדי למזער את הסיכון לזיהומים לאחר הניתוח. לאחר מכן, הניחו תפר של ארבעה או בלחמית הצדדית וקשרו אותו עם תפר מספיק כדי לאפשר מתיחה עדינה. בצע חתך של כסנטימטר אחד בעור המכסה את רכס המסלול.
שימוש באזמל במידה 10. משוך את העור ואת הפאשיה הבסיסית ונתח בזהירות את הפאשיה. הנח תפר אחד בעור הנסוג כדי לאפשר חשיפה של שק האורביטל העליון כדי למנוע דימום מוגזם לתוך אתר הניתוח.
הימנע מחיתוך כלי דם בזמן ניתוח הפאשיה. עם מתיחה עדינה על הלחמית, משיכת העין כלפי מטה והחוצה מהשקע, שריר המסלול העליון יבוא לעין. על מנת לחשוף את עצב הראייה, יש להסיר את השומן הרטרואורביטלי, ולחתוך את השריר הזה.
ניתן להשליך את השומן ואין להחליפו לאחר ההזרקה. מנקודה זו, הפאשיה של עצב הראייה צריכה להיראות כצרור של עצב הראייה עצמו, יחד עם כלי דם עטופים בדורה. כדי לבצע את הדיסקציה העמוקה יותר, בצע חתך קטן ב-DRA באמצעות אזמל או מחט משופעת בגודל 31 כדי להפוך את הפירסינג לפחות טראומטי, הכינו מיקרו פיפטה מזכוכית משוכה בקוטר של 50 עד 100 מיקרון כדי לספק יציבות.
הרכיב את המיקרו פיפטה על מניפולטור מיקרו והצמד למזרק פלסטיק בנפח 20 סמ"ק. משוך חרוזים או תאי גזע שהורכבו מחדש ב-0.5 עד מיקרוליטר אחד לתוך נסיגת המיקרופיפט, יחד עם 0.5 מיקרוליטר של תמיסת מתיל כחול לפני ואחרי טעינת פיפטת הזכוכית בצבע. בעזרת מזרק סמ"ק אחד ומחט בגודל 30, הורד את קצה המיקרו פיפטה על עצב הראייה ממש מעל הדורה המחורצת.
תנועה זעירה אך מהירה של קצה הזכוכית לתוך עצב הראייה גורמת לנזק הקטן ביותר תוך הפעלת לחץ איטי וקבוע על הבוכנה. הצבע הכחול של אוונס אמור להדגיש את אזור עצב הראייה המוזרק. הצבע צריך להישאר ממוקם בתוך עצב הראייה מבלי לדלוף החוצה בחלל התת-עכבישי.
עקוב אחר הרצועה השנייה של הצבע הכחול של אוון כדי לקבוע מתי הזרקת תאי הגזע הושלמה. כאשר הנפח הדרוש מוזרק לעצב הראייה, שחרר את הבוכנה. שמור את המיקרו פיפטה דוממת בתוך עצב הראייה למשך חמש דקות כדי למנוע פליטת לחץ גבוה עם נסיגת המיקרו פיפטה בסיום ההזרקה.
הסר את המיקרו פיפטה יחד עם כל קצות הכותנה המשמשים למתן המוסטזיס. לתפור את העור במשי 3.0 ולהסיר את תפר הלחמית. שמור על חולדות חמות על כרית חימום עד שהן יוצאות מההרדמה.
אין להשאיר בעל חיים ללא השגחה עד שהוא חזר להכרה מספקת כדי לשמור על שכיבה על עצם החזה. אם בעל החיים מראה סימני כאב, כולל עייפות יתר, אטקסיה או נשימה מאומצת, יש לתת משככי כאבים מתאימים עם בופרנורפין תוך שרירי עד שלוש פעמים ביום. לאחר הניסוי, חולדות הוקרבו וטופלו בפרלדהיד.
עצבי הראייה נותחו בקפידה והורכבו לחיתוך קריוסטט המוצגת כאן דוגמה לעצב ראייה של חור חולדה בעוצמה נמוכה יותר בו הוזרק הצבע הכחול של אוון. על מנת להמחיש את המקום, החץ מזהה את המיקום המדויק של ההזרקה. דיסקציה זו נעשתה תוך מספר ימים מההזרקה כפי שעולה מהדיפוזיה המוגבלת של הצבע במורד העצב לאחר התפתחותו.
טכניקה זו סללה את הדרך לחוקרים בתחום הנוירולוגיה הרגנרטיבית לחקור דרכים חדשות לחדש את עצב הראייה ופוטנציאלית להחזיר את הראייה האבודה במודל חולדה זה של מחלה דמיאלינטית.
צפו בתמליל המלא וקבלו גישה לאלפי סרטונים מדעיים
סקירה כללית
מאמר זה מציג טכניקה זעיר-פולשנית להזרקה ישירה לעצב האופטי של חולדה, שמטרתה לשפר את המחקר בתחום הרגנרציה. השיטה מצמצמת סיבוכים כירורגיים ומקדמת התאוששות מהירה יותר של הנבדקים.
מרכיבי מפתח של המחקר
תחום המדע
- מדעי המוח
- רפואה רגנרטיבית
- ניתוחים בבעלי חיים
רקע
- הזרקה ישירה לעצב האופטי היא קריטית לחקר תהליכי רגנרציה.
- שיטות מסורתיות כרוכות לעיתים קרובות בהליכים פולשניים שעלולים להוביל לסיבוכים.
- טכניקה זו נועדה לשפר את ההישרדות וההחלמה של הנבדקים.
- הבנת ההשפעות של הזרקות על העצב האופטי חיונית עבור טיפולים עתידיים.
מטרת המחקר
- פיתוח שיטה פחות פולשנית להזרקת תרופות או תאי גזע לעצב האופטי.
- צמצום סיכונים כירורגיים וקיצור זמני ההחלמה במודלים של בעלי חיים.
- סיוע בחקר השפעות רגנרטיביות לאחר ההזרקה.
שיטות שהוצעו
- הרדמה של החולדה לפני הפרוצדורה.
- מיקום החולדה על מעמד ניתוח לגישה אופטימלית.
- ניתוח של הרכס העורבי (orbital ridge) לחשיפת העצב האופטי.
- הזרקה של התרופה או של תאי גזע באמצעות פיפטה מזכוכית.
תוצאות עיקריות
- הטכניקה מאפשרת הזרקה מוצלחת ללא פתיחה של הגולגולת.
- חולדות מחלימות מהר יותר בהשוואה לשיטות מסורתיות.
- בדיקה לאחר הניתוח מראה כי ניתן להדמות את השפעות ההזרקות.
- השיטה תומכת בהישרדות החולדה לתקופות תצפית ממושכות.
מסקנות
- טכניקה זעיר-פולשנית זו יעילה להזרקות לעצב האופטי.
- היא מפחיתה סיבוכים ומשפרת את תהליך ההחלמה.
- גישה זו מועילה למחקרים רגנרטיביים עתידיים במדעי העצבים.
שאלות נפוצות
רלוונטיות תעשייתית למנהלים
טכניקה זעיר-פולשנית זו מאפשרת הזרקה ישירה של סוכנים טיפוליים אל תוך עצב הראייה של חולדה ללא פתיחה של הגולגולת, ובכך תומכת במחקרים אורך בתחום הנוירולוגיה הרגנרטיבית. על ידי שימור הישרדות בעלי החיים והפחתת הטראומה הכירורגית, היא משפרת את ההיתכנות של מינונים כרוניים וניסויי השתתלת תאי גזע. גישה זו מחזקת את הביטחון החזוי בתיקוף יעדים עבור אסטרטגיות לתיקון עצב הראייה ומפחיתה סיכונים במסלולים תרגומיים במודלים של מחלות דמיליניזציה.
יישומים אסטרטגיים במחקר ופיתוח בביו-פארמה
גילוי מוקדם ותיקוף מטרה
- ערך מדעי: מאפשר בחינה של היפותזות טיפוליות באמצעות הולכה ישירה של תאי גזע או תרופות לעצב הראתי.
- ערך תפעולי: תומך בתיקוף תפקודי של המטרה באמצעות התערבות מקומית ללא השפעות מערכתיות מבלבלות.
- ערך ניבוי: מסייע בהפחתת סיכונים מכניסטיים על ידי מתן אפשרות לוויזואליזציה של אתרי ההזרקה ופיזור החומרים באמצעות צבע Evans blue.
סריקה ופיתוח בדיקה
- מוכנות הבדיקה: יוצר פלטפורמה כירורגית סטנדרטית וניתנת לשחזור להחדרה של תרכובת או תאים אל תוך העצב האופטי.
- פלט כמותי: מאפשר מדידה של הצלחת ההזרקה באמצעות לוקליזציה של צבע ומיקרוסקופיה לאחר הניתוח.
- סקלאביליות: תומך בהתערבויות חוזרות הודות להתאוששות מהירה ופולשנות מינימלית.
מחקר תרגומי ופרה-קליני
- רלוונטיות למחלה: מדמה פגיעה בעצב האופטי ודמילינציה, בהלימה עם פיתוח טיפוליים לשחזור הראייה.
- המשכיות תרגומית: מגשר בין שלב הגילוי לאישוש פרה-קליני על ידי אפשור תצפית כרונית של השפעות רגנרטיביות.
- החלטות מותאמות סיכון: תומך בקריטריוני go/no-go המבוססים על אישור היסטולוגי של דיוק ההזרקה ותגובת הרקמה.
שילוב תהליכי עבודה וצינורות עיבוד
הטכניקה משתלבת ברצף הגילוי, החל מבדיקת השערות, דרך זיהוי מובילים ועד לתיקוף פרה-קליני, ובכך מאפשרת תכנון איטרטיבי של תרופות נוירולוגיות.
- ביולוגיה של גילוי: תומך בהבהרת מסלולים ביולוגיים על ידי הזרקת חומרים ישירות לעצב האופטי להערכת מעורבות המטרה.
- סריקה: משפר את מהימנות הבדיקה באמצעות הזרקה עקבית ופולשנית באופן מינימלי, ללא שונות כירורגית.
- אנליטיקה: מספק מדדים כמותיים באמצעות שימור צבע וחתכים היסטולוגיים להשוואת יעילות ההזרקה.
- מחקר תרגומי: מאפשר רציפות פרה-קלינית על ידי מתן תקופות הישרדות המספיקות להערכה רגנרטיבית.
- שימוש חוזר ארגוני: מבסס יכולת כירורגית הניתנת לשימוש חוזר במספר מחקרים המכוונים לתיקון העצב האופטי.
השפעה תפעולית וארגונית
- ערך מדעי: מגביר את הביטחון החזוי בוויסות המטרה ומפחית עמימות מכניסטית במחקרי עצב ראייה.
- ערך תפעולי: משפר את הסטנדרטיזציה והשחזור של הזרקה תוך-מוחית במודלים של מכרסמים.
- ערך אסטרטגי: מפחית סיכון ביולוגי בשלבים מאוחרים על ידי אפשור תיקוף מוקדם של דיוק ההזרקה וסבילות הרקמה.
- השפעה על הפורטפוליו: תומך בתיעדוף מותאם סיכונים של מועמדים לנוירו-רגנרציה על בסיס היתכנות ההזרקה.
שיקולי יישום
- דורש מומחיות במיקרוכירורגיה ובפרוטוקולי הרדמה למכרסמים.
- תלוי במיקרומזרק, מיקרופיפטים מזכוכית וציוד למניפולציה סטריאוטקסיקה.
- מחייב טיפול סטנדרטי לאחר הניתוח, כולל אלגזיה וויסות טמפרטורה.
- כולל שיקולי התאמה עבור זני מכרסמים שונים או קטרי נרבים שונים.
- מוגבל בשל הצורך בנתיחה סופית לאימות אתר ההזרקה, מה שמונע הדמיה אורכית in vivo.
