Questo documento presenta istruzioni dettagliate per eseguire lo schiacciamento del nervo ottico in un modello di coniglio utilizzando tecniche chirurgiche oftalmiche standard.
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Articolo metodologico
Questo documento presenta istruzioni dettagliate per eseguire lo schiacciamento del nervo ottico in un modello di coniglio utilizzando tecniche chirurgiche oftalmiche standard.
Lo schiacciamento del nervo ottico (ONC) è una tecnica sperimentale utilizzata per modellare e studiare i meccanismi delle neuropatie ottiche e i potenziali interventi terapeutici. Gli studi ONC hanno utilizzato prevalentemente modelli di roditori; Tuttavia, questi modelli mostrano notevoli differenze anatomiche e fisiologiche rispetto agli esseri umani, limitando potenzialmente la traducibilità. Qui, descriviamo la tecnica chirurgica per ottenere il modello ONC nei conigli, una specie con dimensioni del globo più simili agli occhi umani. La tecnica chirurgica sviluppata utilizza tecniche chirurgiche oftalmiche utilizzate negli strabismo e negli interventi oculoplastici e non richiede la creazione di finestre ossee o canthotomie. Il modello è stato convalidato attraverso valutazioni della risposta pupillare in diverse condizioni di illuminazione e potenziali evocati visivi (VED) prima e dopo l'ONC. I risultati hanno dimostrato una significativa diminuzione sia della risposta pupillare che dell'ampiezza della VEP negli occhi ONC, rispetto agli occhi controlaterali non trattati, indicando la perdita della funzione visiva dopo la lesione, come previsto. Questa tecnica chirurgica può fornire modelli per esplorare le lesioni del nervo ottico e testare potenziali strategie terapeutiche, con implicazioni più ampie per la comprensione e il trattamento delle malattie neurodegenerative oculari.
La tecnica di schiacciamento del nervo ottico (ONC) è un approccio sperimentale per la generazione di modelli di lesione controllata del nervo ottico necessari per studiare le neuropatie ottiche 1,2,3. Inducendo un danno localizzato al nervo ottico, che porta a lesioni assonali e degenerazione delle cellule gangliari retiniche, il modello ONC simula alcune delle caratteristiche patologiche di varie neuropatie ottiche, come la neuropatia ottica traumatica e il glaucoma 4,5,6,7. Questo modello controllato consente quindi un'esplorazione dettagliata dei meccanismi alla base del danno nervoso, della degenerazione e della potenziale rigenerazione nell'ambito dell'oftalmologia e delle neuroscienze 8,9,10,11,12,13,14.
L'applicazione della tecnica ONC e la ricerca associata sono state ampiamente applicate utilizzando modelli di roditori, con i loro vantaggi in termini di dimensioni, facilità di manipolazione e bassi costi di manutenzione. Inoltre, i roditori offrono una vasta gamma di strumenti di manipolazione genetica, essenziali per la terapia genica e gli interventi molecolari 12,14,15. Nonostante questi benefici, le significative differenze anatomiche e fisiologiche tra roditori e esseri umani hanno potenziali limitazioni nella traducibilità. Le tecniche di trattamento sviluppate nei roditori potrebbero non essere trasferite all'uomo a causa della grande discrepanza nelle dimensioni degli occhi (lunghezza assiale del ratto 6,3 mm16 rispetto a 22,5 mm nell'uomo). Gli occhi di coniglio imitano più accuratamente le dimensioni dell'occhio umano (lunghezza assiale del coniglio 15,3 mm17,18), fornendo così un modello migliore per lo sviluppo di tecniche chirurgiche e studi di farmacocinetica rispetto ai roditori. I conigli sono stati utilizzati nei modelli ONC, ma i rapporti attuali non descrivono adeguatamente la tecnica chirurgica e/o utilizzano la cantotomia o le finestre ossee 19,20,21,22,23,24,25. Ci sono differenze anatomiche tra conigli e occhi umani, vale a dire la presenza di nervo mielinizzato, la retina relativamente avascolare e la mancanza di lamina cribrosa collagenosa, che limitano la piena traducibilità; Ciononostante, il coniglio può ancora servire come trampolino di lancio per un'eventuale traduzione umana.
Sebbene le tecniche ONC siano state riportate in modelli animali più grandi come suini 4,6, capre 5,9 e primati non umani 5,26, la complessità della procedura e/o il costo di questi modelli ne limitano l'applicabilità. Pertanto, il coniglio offre una via di mezzo che è sia economica che ha un occhio abbastanza grande.
Per rispondere a questa esigenza, il nostro studio introduce una tecnica chirurgica ONC perfezionata per i modelli di coniglio. Applicando la tecnica ONC nei conigli, miriamo a colmare l'attuale divario nei modelli animali, migliorare la nostra comprensione delle lesioni del nervo ottico e delle malattie neurodegenerative e sviluppare nuove strategie terapeutiche.
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In questa ricerca sono stati utilizzati conigli bianchi neozelandesi (4,4 - 4,8 kg). La progettazione degli esperimenti sugli animali ha aderito alle linee guida ARVO per l'uso degli animali nella ricerca oftalmica e visiva. Il Comitato Istituzionale per la Cura e l'Uso degli Animali dell'Università di Stanford ha esaminato e concesso l'approvazione per questi esperimenti (numero di protocollo: APLAC-33781).
1. ONC
2. Risposta pupillare
NOTA: Per valutare la funzione visiva, testare la risposta pupillare di entrambi gli occhi prima (giorni -3, -2 e -1) e dopo l'ONC (giorni +1, +2 e +3) utilizzando le procedure descritte di seguito.
3. Potenziali evocati visivi flash (VEP)
NOTA: Per valutare l'integrità della via visiva, dalla retina attraverso il nervo ottico fino alla corteccia visiva, registrare le forme d'onda VEP da entrambi gli occhi prima (giorno -2) e dopo l'ONC (giorni +7 e +14) in condizioni di oscurità, utilizzando le procedure descritte di seguito.
4. Marcatura e imaging degli assoni
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Per valutare la funzione visiva, la risposta pupillare è stata quantificata trovando il rapporto tra il diametro della pupilla (linea gialla continua nella Figura 4A) rispetto al diametro bianco-bianco (linea gialla tratteggiata nella Figura 4A) in condizioni di illuminazione mesopica e flash, come mostrato nella Figura 4. Prima della procedura ONC, è stata osservata una sostanziale costrizione della pupilla in risp...
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Questo studio introduce un protocollo dettagliato per l'esecuzione della procedura ONC nei conigli, sottolineando un approccio meno invasivo per l'accesso al nervo ottico. I rapporti precedenti mancavano di descrizioni complete, di una guida visiva o si basavano su tecniche più invasive, che richiedevano impianti, cantotomia laterale e/o resezione ossea 19,20,21,22,23,24,25.
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Gli autori non hanno conflitti o interessi finanziari concorrenti.
Questo lavoro è stato sostenuto dal National Eye Institute nell'ambito delle sovvenzioni K08-EY033407 e P30-EY026877 e dalla ricerca per prevenire la cecità.
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| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| 8-0 Sutura Vicryl Violet rivestita TG140-8 Double Armed | Ethicon | J547G | Utilizzato per la procedura di schiacciamento del nervo ottico |
| Antisedan (soluzione di atipamezolo cloridrato 5,0 mg/mL) | Zoetis | NDC: 54771-6293 | Utilizzato per applicazioni operative |
| Pinze per legatura Bonn Punta angolata 0,2 mm, titanio | Titan Medical | TMF502 | Utilizzato per la procedura |
| di schiacciamento del nervo otticoPorta ago Castroviejo Curvo, | Titanio Titan Medical | TMH105 | Utilizzato per la procedura di schiacciamento del nervo ottico |
| Forcipe per sutura Castroviejo 1x2 0,12 mm Dritto, | Titanio Titan Medical | TMF411 | Utilizzato per la procedura di schiacciamento del nervo ottico |
| Cerenia (soluzione di citrato maropitante 10 mg/mL) | Zoetis | NDC:54771-8179 | Utilizzato per applicazioni operative |
| Ago sottocutaneo monouso in acciaio inossidabile | Elettrodi Natus | 019-476600 | Utilizzato per il test visivo dei potenziali evocati |
| Euthasol (390 mg/mL di pentobarbital sodico e 50 mg/mL di fenitoina sodica) | Virbac | NDC: 51311-050 | Utilizzato per l'eutanasia |
| Graefe Muscle Hook, Titanium | Titan Medical | TME133 | Utilizzato per la procedura di schiacciamento del nervo ottico |
| Siringa per insulina 1/2 mL, 29 G, 1/2" | Monoject | 8881600350 | Utilizzato per l'iniezione intravitreale |
| Jameson Muscle Hook | Titan Medical | TME122 | Utilizzato per la procedura di schiacciamento del nervo ottico |
| Pinze per legatura McPherson Punta dritta 0,2 mm, titanio | Titan Medical | TMF501 | Utilizzato per la procedura di schiacciamento del nervo ottico |
| Normosol-R (soluzione isotonica di elettroliti bilanciati; fluido cristalloide) | ICU Medical Inc. | NDC: 0990-7670 | Utilizzato per applicazioni operative |
| Ofloxacin Soluzione oftalmica 0,3% | Bausch & Lomb | 60505-0560-0 | Utilizzato per applicazioni post-operatorie |
| Olympus FLUOVIEW FV3000 | Olympus | FLUOVIEW FV3000 | Microscopio a scansione laser confocale |
| Fenilefrina HCl 2,5% Soluzione oftalmica | Bausch & Lomb | 82260-102-10 | Utilizzato per applicazione pre-operatoria |
| ProLong Gold Antifade Mountant | Invitrogen | P36934 | Mezzo di montaggio |
| Proparacaina HCl 0,5% Soluzione oftalmica | Bausch & Lomb | 24208-730-06 | Utilizzato per applicazioni preoperatorie |
| Dispositivo elettrodiagnostico visivo RETeval | LKC Technologies, Inc. | RETeval | Utilizzato per il test visivo del potenziale evocato |
| Tropicamide 1,0% Soluzione oftalmica | Bausch & Lomb | 24208-585-64 | Utilizzato per l'applicazione preoperatoria |
| Forbici Westcott Curvo | Titan Medical | TMS401 | Utilizzato per la procedura di schiacciamento del nervo ottico |
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