Dit artikel bevat gedetailleerde instructies voor het uitvoeren van oogzenuwverbrijzeling in een konijnenmodel met behulp van standaard oogheelkundige chirurgische technieken.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
Dit artikel bevat gedetailleerde instructies voor het uitvoeren van oogzenuwverbrijzeling in een konijnenmodel met behulp van standaard oogheelkundige chirurgische technieken.
Oogzenuwverbrijzeling (ONC) is een experimentele techniek die wordt gebruikt om de mechanismen van optische neuropathieën en mogelijke therapeutische interventies te modelleren en te bestuderen. ONC-studies hebben voornamelijk gebruik gemaakt van knaagdiermodellen; Deze modellen vertonen echter opmerkelijke anatomische en fysiologische verschillen met mensen, waardoor de vertaalbaarheid mogelijk wordt beperkt. Hier beschrijven we de chirurgische techniek om het ONC-model bij konijnen te bereiken, een soort met bolafmetingen die meer lijken op die van menselijke ogen. De ontwikkelde chirurgische techniek maakt gebruik van oogheelkundige chirurgische technieken die worden gebruikt bij scheelzien en oculoplastische operaties en vereist geen het maken van botvensters of canthotomieën. Het model werd gevalideerd door middel van beoordelingen van de pupilrespons onder verschillende lichtomstandigheden en visueel opgeroepen potentialen (VEP's) voor en na ONC. De resultaten toonden een significante afname van zowel de pupilrespons als de VEP-amplitude in de ONC-ogen, vergeleken met onbehandelde contralaterale ogen, wat wijst op verlies van visuele functie na letsel, zoals verwacht. Deze chirurgische techniek kan modellen opleveren voor het onderzoeken van oogzenuwletsels en het testen van mogelijke therapeutische strategieën, met bredere implicaties voor het begrijpen en behandelen van oculaire neurodegeneratieve ziekten.
De oogzenuwverbrijzeling (ONC)-techniek is een experimentele benadering voor het genereren van gecontroleerde oogzenuwletselmodellen die nodig zijn voor het onderzoeken van optische neuropathieën 1,2,3. Door plaatselijke schade aan de oogzenuw te induceren, wat leidt tot axonaal letsel en degeneratie van retinale ganglioncellen, simuleert het ONC-model enkele van de pathologische kenmerken van verschillende optische neuropathieën, zoals traumatische optische neuropathie en glaucoom 4,5,6,7. Dit gecontroleerde model maakt vervolgens een gedetailleerde verkenning mogelijk van de mechanismen die ten grondslag liggen aan zenuwbeschadiging, degeneratie en mogelijke regeneratie binnen oogheelkunde en neurowetenschappen 8,9,10,11,12,13,14.
De toepassing van de ONC-techniek en bijbehorend onderzoek is uitgebreid toegepast met behulp van knaagdiermodellen, met hun voordelen op het gebied van grootte, gebruiksgemak en lage onderhoudskosten. Bovendien bieden knaagdieren een breed scala aan hulpmiddelen voor genetische manipulatie, die essentieel zijn voor gentherapie en moleculaire interventies 12,14,15. Ondanks deze voordelen hebben de aanzienlijke anatomische en fysiologische verschillen tussen knaagdieren en mensen potentiële beperkingen in vertaalbaarheid. Behandelingstechnieken die bij knaagdieren zijn ontwikkeld, kunnen mogelijk niet worden vertaald naar mensen vanwege de grote discrepantie in ooggrootte (aslengte van de rat 6,3 mm16 vergeleken met 22,5 mm bij mensen). Konijnenogen bootsen de grootte van het menselijk oog nauwkeuriger na (aslengte konijn 15,3 mm17,18), waardoor het een beter model is voor de ontwikkeling van chirurgische technieken en farmacokinetische studies dan knaagdieren. Konijnen zijn gebruikt in ONC-modellen, maar de huidige rapporten beschrijven de chirurgische techniek niet adequaat en/of gebruiken canthotomie of botvensters 19,20,21,22,23,24,25. Er zijn anatomische verschillen tussen konijnen en menselijke ogen, namelijk de aanwezigheid van gemyeliniseerde zenuw, relatief avasculair netvlies en gebrek aan collagene lamina cribrosa, die volledige vertaalbaarheid beperken; Toch kan het konijn nog steeds dienen als springplank voor een eventuele menselijke vertaling.
Hoewel ONC-technieken zijn gerapporteerd in grotere diermodellen zoals varkens 4,6, geiten 5,9 en niet-menselijke primaten 5,26, beperken de complexiteit van de procedure en/of de kosten van deze modellen hun toepasbaarheid. Zo biedt het konijn een middenweg die zowel zuinig is als een oog heeft dat groot genoeg is.
Om aan deze behoefte tegemoet te komen, introduceert onze studie een chirurgische ONC-techniek die is verfijnd voor konijnenmodellen. Door de ONC-techniek toe te passen bij konijnen, willen we de huidige kloof in diermodellen overbruggen, ons begrip van oogzenuwletsels en neurodegeneratieve ziekten vergroten en nieuwe therapeutische strategieën ontwikkelen.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
In dit onderzoek werden Nieuw-Zeelandse witte konijnen (4,4 - 4,8 kg) gebruikt. Bij de opzet van dierproeven is voldaan aan de ARVO-richtlijnen voor het gebruik van dieren in oogheelkundig en gezichtsonderzoek. Het Institutional Animal Care and Use Committee van Stanford University heeft deze experimenten beoordeeld en goedgekeurd (protocolnummer: APLAC-33781).
1. ONC
2. Pupillende respons
OPMERKING: Om de visuele functie te beoordelen, test u de pupilrespons van beide ogen pre- (dag -3, -2 en -1) en post-ONC (dag +1, +2 en +3) met behulp van de hieronder beschreven procedures.
3. Flash visueel opgeroepen potentialen (VEP)
OPMERKING: Om de integriteit van het visuele pad te evalueren, van het netvlies via de oogzenuw naar de visuele cortex, registreert u VEP-golfvormen van beide ogen pre- (dag -2) en post-ONC (dag +7 en +14) onder donkere omstandigheden, met behulp van de hieronder beschreven procedures.
4. Axon-labeling en beeldvorming
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Om de visuele functie te beoordelen, werd de pupilrespons gekwantificeerd door de verhouding te vinden tussen de pupildiameter (ononderbroken gele lijn in figuur 4A) ten opzichte van de wit-witdiameter (gele stippellijn in figuur 4A) onder mesopische en flitslichtomstandigheden, zoals weergegeven in figuur 4. Voorafgaand aan de ONC-procedure werd een aanzienlijke vernauwing van de p...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Deze studie introduceert een gedetailleerd protocol voor het uitvoeren van de ONC-procedure bij konijnen, waarbij de nadruk ligt op een minder invasieve benadering om toegang te krijgen tot de oogzenuw. Eerdere rapporten misten uitgebreide beschrijvingen, visuele begeleiding of vertrouwden op meer invasieve technieken, waarvoor implantaten, laterale canthotomie en/of botresectie nodig waren 19,20,21,22,23,24,25.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
De auteurs hebben geen conflict of concurrerende financiële belangen.
Dit werk werd ondersteund door het National Eye Institute in het kader van subsidies K08-EY033407 en P30-EY026877 en Research to Prevent Blindness.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| 8-0 Coated Vicryl Violet Suture TG140-8 Double Armed | Ethicon | J547G | Gebruikt voor optic nerve crush procedure |
| Antisedan (atipamezole hydrochloride 5.0 mg/mL oplossing) | Zoetis | NDC:54771-6293 | Gebruikt voor operatieve toepassing |
| Bonn Tying Forceps Angled Tip 0.2mm, Titanium | Titan Medical | TMF502 | Gebruikt voor optic nerve crush procedure |
| Castroviejo Needle Holder Curved, Titanium | Titan Medical | TMH105 | Gebruikt voor optic nerve crush procedure |
| Castroviejo Suturing Forceps 1x2 0.12mm Straight, Titanium | Titan Medical | TMF411 | Gebruikt voor optic nerve crush procedure |
| Cerenia (maropitant citraat 10 mg/mL oplossing) | Zoetis | NDC:54771-8179 | Gebruikt voor operatieve toepassing |
| Disposable Stainless Steel Subdermal Needle Electrodes | Natus | 019-476600 | Gebruikt voor visuele evoked potentiaal testen |
| Euthasol (390 mg/mL pentobarbital natrium en 50 mg/mL fenytoïne natrium) | Virbac | NDC: 51311-050 | Gebruikt voor euthanasie |
| Graefe Muscle Hook, Titanium | Titan Medical | TME133 | Gebruikt voor optic nerve crush procedure |
| Insulin Syringe 1/2 mL, 29 G, 1/2" | Monoject | 8881600350 | Gebruikt voor intravitreale injectie |
| Jameson Muscle Hook | Titan Medical | TME122 | Gebruikt voor optic nerve crush procedure |
| McPherson Tying Forceps Straight Tip 0.2mm, Titanium | Titan Medical | TMF501 | Gebruikt voor optic nerve crush procedure |
| Normosol-R (isotone oplossing van gebalanceerde elektrolyten; kristaloïde vloeistof) | ICU Medical Inc. | NDC:0990-7670 | Gebruikt voor operatieve toepassing |
| Ofloxacin Ophthalmic Solution 0.3% | Bausch & Lomb | 60505-0560-0 | Gebruikt voor post-operatieve toepassing |
| Olympus FLUOVIEW FV3000 | Olympus | FLUOVIEW FV3000 | Confocale laser scanning microscoop |
| Phenylephrine HCl 2.5% Ophthalmic Solution | Bausch & Lomb | 82260-102-10 | Gebruikt voor pre-operatieve toepassing |
| ProLong Gold Antifade Mountant | Invitrogen | P36934 | Montagemedium |
| Proparacaine HCl 0.5% Ophthalmic Solution | Bausch & Lomb | 24208-730-06 | Gebruikt voor pre-operatieve toepassing |
| RETeval Visual Electrodiagnostic Device | LKC Technologies, Inc. | RETeval | Gebruikt voor visuele evoked potentiaal testen |
| Tropicamide 1.0% Ophthalmic Solution | Bausch & Lomb | 24208-585-64 | Gebruikt voor pre-operatieve toepassing |
| Westcott Scissors Curved | Titan Medical | TMS401 | Gebruikt voor optic nerve crush procedure |
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.