現在のプロトコルは、網膜下デバイスの移植のための強膜アプローチ、研究中の網膜疾患の動物モデルでの実装のための実行可能な外科的技術について説明します。
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現在のプロトコルは、網膜下デバイスの移植のための強膜アプローチ、研究中の網膜疾患の動物モデルでの実装のための実行可能な外科的技術について説明します。
加齢黄斑変性症(AMD)などの網膜変性症は、世界中で失明の主な原因となっています。幹細胞ベースの治療を含む、AMDの再生医療ベースの治療法を開発するために、無数のアプローチが行われています。網膜変性の動物モデルとしてのげっ歯類は、さまざまな段階で網膜変性疾患を発症する幅広い株があるため、トランスレーショナルリサーチの基盤です。しかし、げっ歯類における網膜下インプラントのヒト治療送達を模倣することは、レンズサイズや硝子体容積などの解剖学的な違いにより困難です。この外科的プロトコルは、ラットの網膜下腔にインプラントを移植するためのガイド付き方法を提供することを目的としています。重要なステップのユーザーフレンドリーな包括的な説明が含まれています。このプロトコルは、ラットのさまざまな前臨床試験で再現性を高めるための費用対効果の高い外科的処置として開発されました。手術実験を行う前に、インプラントの寸法の調整など、人間サイズのインプラントの適切な小型化が必要です。硝子体内処置の代わりに外部アプローチを使用して、インプラントを網膜下腔に送達します。小さな鋭い針を使用して、側頭上象限で強膜切開を行い、続いて眼圧を下げるための穿刺を行い、それによって外科的移植中の抵抗を最小限に抑えます。次に、切開部からの平衡塩溶液(BSS)注入を行い、限局性網膜剥離(RD)を達成します。最後に、インプラントの網膜下腔への挿入と視覚化が行われます。インプラントの網膜下配置の術後評価には、スペクトル領域光干渉断層撮影法 (SD-OCT) によるイメージングが含まれます。イメージングのフォローアップでは、組織学的分析のために眼球を採取して固定する前に、インプラントの網膜下安定性を確認します。
加齢性黄斑変性症(AMD)は、世界中で失明の主な原因です。2020年にAMDに罹患した人の数は1億9,600万人と推定され、これが2040年までに約2億8,800万人に増加すると予測されています1。過去 10 年間で、AMD の後期段階に関連する視覚変化を緩和するためのいくつかの治療法が開発されてきました。これは主に、滲出型 AMD で観察される脈絡膜新生血管の進行と進行を治療するためです。逆に、網膜色素上皮(RPE)細胞の機能不全と喪失がRPEと網膜萎縮に進行する乾性AMDの治療は、AMDの85%から90%を占めると推定されており、世界中での有病率は0.44%です1,2。AMDは、年齢、遺伝的、および環境的要因が疾患の発症と進行に寄与する多因子性疾患として説明されています。この疾患に関連するさまざまな病態生理学的経路に対処するために、いくつかの治療法が開発されています3。
幹細胞ベースの治療は、乾性AMD4のRPEの失敗を置き換える新しい治療オプションとして開発されました。多能性幹細胞の使用はまだ初期の臨床試験段階にありますが、安全性はいくつかの臨床試験で実証されています5,6,7。今日まで、幹細胞を網膜下腔に展開するための2つの主要な経路がある:懸濁液または生体適合性インプラント8,9,10,11,12に播種された単層パッチの挿入である。前臨床試験で幹細胞ベースの治療を使用する新しい戦略には、幹細胞ベースの治療薬をヒトで意図したのと同じ標的部位に送達できる動物モデルが必要です。解剖学的構造の違いは、最終的な人間の製品13,14で使用されるものと比較して、手順、手術器具、およびアプローチにわずかな変更を必要とするかもしれません。眼科手術技術の変更は、異なる動物モデル15,16,17で使用するための成功したアプローチとして広く説明されている必要な変更の1つである。
以前の出版物では、ラットの網膜下インプラントの外科的技術について言及されていますが、研究者が遭遇する可能性のある技術的困難を克服するためのそのような技術についての包括的な説明はありません。したがって、外科的技術を詳細に適切に説明し、回避するためのベストプラクティスと学んだ教訓を提供し、必要に応じて、手順全体の重要なステップ中の問題に対処する必要があります。この原稿の目的は、ラットの網膜下腔へのインプラントの外科的移植に関する包括的なガイドラインを提供することです。
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すべての実験は、南カリフォルニア大学の動物管理・使用委員会(IACUC)によって承認され、国立衛生研究所(NIH)の実験動物の管理と使用に関するガイドおよび眼科および視覚研究における動物の使用に関するARVO(The Association for Research in Vision and Ophthalmology)の声明に従って実施されました。本研究では、合計12匹のRoyal College of Surgeon(RCS)雄ラットが使用されました。動物は動物施設で飼育され、生後1日±28歳に達すると研究に含まれました。眼科の完全検査を実施し、眼の異常がないことを確認しました。網膜下インプラントは、パリレンCから作られ、ビトロネクチンでコーティングされた極薄の膜で、特定の商業組織によって設計されました( 材料の表を参照)。これらの膜は、その厚さと透過性の点で人間サイズの膜を再現しています(厚さ6.0μmのメッシュフレームと極薄領域に20μmの円形の細孔)。ヒトサイズの膜からの長さと幅(1.0mm×0.4mm)の小型化は、げっ歯類の眼18内の網膜下インプラントを収容するために達成された。
1.動物の世話と手術の準備
2. 網膜下移植のための強膜アプローチ:外科的手技
3. SD-OCTイメージング
4. 動物の回復
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RCSラット(N = 12)における網膜下インプラントの移植は、ラットにおける網膜下送達のための外科的技術の実現可能性および再現性を実証した。この研究では、右目をインプラントで治療した目(N = 12)でした。手術用顕微鏡を使用した処置の最後に実施された臨床評価では、治療された 12 個の眼のうち 9 個がインプラントの網膜下局在を示し (75.00%)、2 つの眼 (16.67%) がインプラントの網膜内配置として特定され、片方の眼 (8.33%) では、手術領域での網膜下出血による培地の不透明度により、直接視覚化できませんでした。 インプラントと網膜の両方の構造が限られた視野で観察できます(表1)。外科的処置の直後に実施されたSD-OCTスキャンは、インプラントの網膜下または網膜内の位置を示しました(それぞれ10 [83.33%]と1 [8.33%])(図1A)。SD-OCT は、10 日間のフォローアップ後でも、上記の培地の不透明度 (直接視覚化できない) で、同じ動物 ...
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この手順は以前にわずかなバリエーションで説明されていましたが、この原稿の範囲は、技術を学びながら追跡するラットの網膜下インプラントの外科的手順の包括的な説明を提供し、研究者が遭遇する可能性のある外科的課題と潜在的な合併症を克服することです。ここで概説する外科的プロトコルには、数年前から私たちの研究室で広く利用されてきた極薄のパリレン膜の使用が含まれています9,10,16,18。しかし、網膜下腔に埋め込まれた異なるインジェクターおよび材料を用いた技術の再現性が観察されている18,19。
網膜下デバイス移植のための強膜アプローチは、幹細胞ベースの治療...
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M.S.H.、D.R.H.、J.L.は、Regenerative Patch Technologies(RPT)の共同設立者であり、コンサルタントです。他の著者は、この原稿で議論されている主題または資料に金銭的または非金銭的な利益を持つ組織または団体と提携または関与していないことを証明します。
この研究は、CIRM DT3(MSH)およびResearch to Prevent Blindness(USC Roski Eye Institute)の支援を受けました。Fernando Gallardo氏とYing Liu博士の技術支援に感謝します。
スポンサーは、この研究の設計や実施に何の役割も果たしていませんでした。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 1 cc シリンジ | VWR | BD309659 | |
| 27 G 針 1/2'' | VWR | BD305109 | |
| 30 G 針 1/2'' | VWR | BD305106 | |
| 32 G ブラント針 - 小さなハブ RN | Hamilton | 7803-04 | |
| 4-0 パーマハンドシルクブラック1X18"PC-5 | Ethicon | 1984G | |
| 6'' 滅菌コットンチップ | VWR | 10805-154 | |
| ベタジン5%滅菌眼科用プレップ溶液 | Alcon | 8007-1 | |
| BSS 灌漑溶液15mL | Accutome | Ax17362 | |
| ブプレノルフィンER | ZooPharm | N/A | |
| カストロービエホカリパー | Storz | E2405 | |
| カストロービエホ縫合用鉗子0.12mm | Storz | E1796 | |
| クレイマン・バナス鉗子ストレート | Storz | E3383S | |
| カバーガラス、四角 | WVR | 48366-227 | |
| EPSポリスチレンブロック | Silverlake LLC | CFB8x12x2 | |
| ゴナック15mL | Accutome | Ax10968 | 眼用潤滑剤 |
| ハルステッド直線止血用モスキート鉗子非磁性 | Storz | E6772 | |
| ハミルトンシリンジ700シリーズ100µL | Hamilton | 7638-01 | |
| HEYEXソフトウェア | Heidelberg | N/A | 画像管理ソフトウェア |
| ケルマン・マクファーソン結紮用鉗子角度付き | Storz | E1815 AKUS | |
| ケタミン(100mg/mL) | MWI | 501072 | |
| 針ホルダー9mm曲線細型ロック付き | Storz | 3-302 | |
| ネオマイシン/ポリミキシンB硫酸塩/バシトラシン亜鉛軟膏3.5g | Accutome | Ax0720 | |
| 眼科手術用顕微鏡 | Zeiss | SN: 233922 | |
| フェニレフリン2.5%15mL | Accutome | Ax0310 | |
| スペクトラリスSD-OCT | Heidelberg | SPEC-CAM-011210s3600 | |
| 滅菌用ドレープ | VWR | 100229-300 | |
| 滅菌手術用グローブ | VWR | 89233-804 | |
| T-Pump加熱システム | Gaymar | TP650 | |
| トロピカミド1%15mL | Accutome | Ax0330 | |
| パリレンCから作られた超薄膜およびビトロネクチンでコーティングされたもの | Mini Pumps LLC, CA | この研究のために特別に設計されました | 網膜下インプラントとして使用 |
| キシラジン(100mg/mL) | MWI | 510650 |
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