Rat model van fotochemisch geïnduceerde posterior ischemische optische neuropathie
29 november 2015
Het doel van dit protocol is ischemische letsel fotochemisch ertoe te bewegen de achterste oogzenuw in de rat. Dit model is kritisch voor onderzoek van de pathofysiologie van posterieure ischemische optische neuropathie, en therapeutische toepassingen voor deze en andere optische neuropathieën, evenals andere CNS ischemische ziekten.
Het doel van deze video is om een fotochemisch geïnduceerde model van posterior ischemische optische neuropathie te demonstreren en de effecten ervan te evalueren met retrograde verloed van retinale ganglioncellen Bij patiënten ouder dan 50 jaar. Ischemische optische neuropathie is de meest prevalente vorm van acute optische neuropathie. De aandoening kan zich voordoen als een van de twee subtypen volgens de bron van specifieke bloedvoorziening die wordt aangetast en klinische presentatie, anterior ischemische optische neuropathie of posterior ischemische optische neuropathie.
Hoewel de pathogenese van anterior ischemische optische neuropathie uitgebreid is bestudeerd, is posterior ischemische optische neuropathie slecht begrepen vanwege de lage prevalentie, variabele presentatie en slecht gedefinieerde diagnostische criteria. Bovendien zijn er geen behandelingen die effectief hebben bewezen het verlies van visus te voorkomen of om te keren van anterior of posterior ischemische optische neuropathie. Daarom is een reproduceerbaar en betrouwbaar diermodel van posterior ischemische optische neuropathie van grote waarde om het ziekteproces in vivo te bestuderen en nieuwe therapeutische regimes voor neuroprotectie en axon regeneratie te testen. Fotochemisch geïnduceerde ischemische schade aan de microvatenresulterend in vasogeen oedeem en trombose creëert effectief regionale weefselischemische.
Ischemische schade wordt verspreid naar aangrenzende gebieden en verder verergerd door microvasculaire compressie als gevolg van een bijkomende vasogeen oedeem. We hebben deze vorm van ischemie selectief geïnduceerd door de directeur van Bbar optische zenuw om de schade veroorzaakt door posterior ischemische optische neuropathie te weerspiegelen. Hier bieden y Wang en Dale Brown een stapsgewijze demonstratie van de procedure.
Voor zover wij weten, is het model van ischemische schade in de achterste optische zenuw tot nu toe ontwikkeld, aangezien dit model ischemie produceert terwijl fysiek trauma wordt vermeden. Dus kunnen fysiologische processen van posterior ischemische optische neuropathie beter worden nagebootst. In deze video zullen we de hele procedure van ons rep-model van posterior ischemische optische neuropathie demonstreren. Na chirurgische blootstelling van de achterste optische zenuw eryri bee.
Een fotosensibiliserende kleurstof wordt intraveneus geïnjecteerd en een laserstraal wordt gericht op het oppervlak van de optische zenuw. Fotochemische interactie tussen eryri B en de laser tijdens I-bestraling beschadigt het vasculaire endotheel en veroorzaakt microvasculaire occlusie gemedieerd door trombose van bloedplaatjes en aous compressie. De resulterende ischemische schade leidt tot een geleidelijke maar uitgesproken retinale ganglioncel die-back vanwege een verlies van axonaal input, een gerelateerde verwonding geïnduceerd en klinisch relevant resultaat.
YA-laser die werkt op 532 nanometer en 300 milliwatt maximaal vermogen. Vervolgens is er een bundelklipper die werkt op 250 hertz, die wordt gebruikt om het gemiddelde vermogen te verlagen tot 7,5%van zijn piekvermogen. We hebben een normaal ENC-gesloten bundelklep met een klein gat van 100 micron diameter erin geboord om een zwakke richtbundel te produceren wanneer deze gesloten is.
Vervolgens is er een plano-convexe lens met een brandpuntsafstand van 25 centimeter, en ten slotte, een rode hoekige prisma om de bundel naar beneden op de blootgestelde optische zenuw te richten. Nadat de laserstraal vanuit zijn bron is ontstaan, passeert deze door de chopper en verlaagt het gemiddelde vermogen tot 7,5%van zijn piek. De gehakte bundel wordt vervolgens onderschept door de klep, die wanneer deze gesloten is, een zeer zwakke richtbundel produceert door de bundel door het gat van 100 micron diameter ruimtelijk te filteren.
Deze zwakke bundel wordt vervolgens door de lens gefocusseerd en naar beneden omgeleid door de rechte hoek. Prisma op de blootgestelde achterste optische zenuw I-straling wordt gestart door een veiligheidsfilter in de optische baan van een werkend microscoop te schakelen, gevolgd door het openen van de bundelklep na een secondenvertraging. Op dit punt wordt de volledige vermogenschopbundel gefocusseerd en naar beneden gericht op de blootgestelde optische zenuw.
Bij een interactie tussen de bundel en ethin bee opgelost in de bloedbaan, wordt het 5 32 nanometer groene laserlicht efficiënt geabsorbeerd door de circulerende ery en B-kleurstof en fluorescentie is geel moleculair zuurstof dat botst met een triplet-toestand kleurstofmolecuul, accepteert zijn opwindingsenergie en wordt een enkele toestand zuurstof, die zeer reactief is. De CT-zuurstof oxideert vervolgens direct het vasculaire endotheel en veroorzaakt punctvormige schade aan de barrière, die specifiek bloedplaatjes aantrekt en ook het lekken van plasma in het parenchym vergemakkelijkt. Dit schadeproces leidt dus tot vasculaire occlusie door trombose evenals door vasogeen oedeem als gevolg van microvasculaire compressie, de ladder veroorzaakt expansie van de laesie voorbij de penetratiediepte van het laserlicht.
Als de techniek correct wordt uitgevoerd, zal de plaatjes trombine geen vezel bevatten. Dit onderscheidt deze methode dus van het veel minder efficiënte warmte-afhankelijke voetcoagulatieproces. Het gebruik van hoog piekvermogen verbetert de effectieve penetratiediepte in de opalescente optische zenuw terwijl het gemiddelde vermogen tot 7,5%via bundel wordt verlaagd.
Choppen helpt om ervoor te zorgen dat een chemische voetproces en geen thermisch proces weefselschade rondom ons veroorzaakt. Anesthetiseerde ratten met een intraperitoneaal injectie van de ketamine Diaz in cocktail. Zodra ze verdoofd zijn, zet u hun tong naar voren om verstikking te voorkomen, scheer de chirurgische plaatsen en breng replicerende, augment aan beide ogen aan om te voorkomen dat de hoornvliezen tijdens de chirurgie worden getrokken. Beoordeel de stappen van de anesthesie om ervoor te zorgen dat het dier geen pijn zal voelen tijdens de chirurgie.
Begin met het cateteriseren van de femorale ader. Voorafgaand aan chirurgische procedures, bevestigt u een gesteriliseerde en met zoutoplossing gespoelde lengte van buis aan een enkele ML-spuit die een vooraf gemeten 2% eryri B-oplossing bevat. Bij een dosis van 20 milligram per kilogram lichaamsgewicht, monteert u de spuit in een infuuspomp ingesteld op
Bekijk het volledige transcript en krijg toegang tot duizenden wetenschappelijke video's
Overzicht
Dit protocol demonstreert een fotochemisch geïnduceerd model van posterieure ischemische opticusneuropathie, met de nadruk op de effecten op retinale ganglioncellen bij patiënten boven de 50 jaar. Dit model is essentieel voor het begrijpen van de pathofysiologie van posterieure ischemische opticusneuropathie en het testen van potentiële therapeutische benaderingen.
Belangrijkste Componenten van de Studie
Wetenschappelijk vakgebied
- Neurowetenschappen
- Oogheelkunde
- Pathofysiologie
Achtergrond
- Ischemische opticopathie is het meest voorkomende type acute opticopathie.
- Het kan worden geclassificeerd in anterieure en posterieure subtypen, afhankelijk van de getroffen bloedtoevoer.
- Posterieure ischemische opticopathie is minder goed begrepen vanwege de lage prevalentie en variabele presentatie.
- Er bestaan momenteel geen effectieve behandelingen om het visusverlies bij deze aandoening om te keren.
Doel van de studie
- Om een betrouwbaar diermodel te creëren voor het bestuderen van posterieure ischemische opticusneuropathie.
- Om het ziekteproces in vivo te evalueren.
- Om nieuwe therapeutische schema's voor neuroprotectie en axonale regeneratie te testen.
Gebruikte methoden
- Fotochemische inductie van ischemische schade aan de posterieure oogzenuw.
- Evaluatie van de effecten op retinaal ganglioncellen.
- Creëren van regionale weefselischemie door beschadiging van de microvasculatuur.
- Beoordeling van vasogeen oedeem en trombose.
Belangrijkste resultaten
- Succesvolle inductie van ischemische schade in de posterieure oogzenuw.
- Aangetoonde effecten op de levensvatbaarheid van retinale ganglioncellen.
- Inzicht verschaft in de pathofysiologie van posterieure ischemische optische neuropathie.
- De noodzaak voor verder onderzoek naar therapeutische opties benadrukt.
Conclusies
- Het model is waardevol voor het bestuderen van posterieure ischemische opticusneuropathie.
- Het kan helpen bij de ontwikkeling van neuroprotectieve strategieën.
- Toekomstig onderzoek is nodig om effectieve behandelingen te verkennen.
Veelgestelde vragen
Industriële Relevantie voor Directie
Posterieure ischemische optische neuropathie (PION) blijft een klinisch significante onvervulde behoefte zonder bewezen therapieën, wat een kritische kloof creëert in de ontwikkeling van neuroprotectieve geneesmiddelen. Dit fotochemisch geïnduceerde ratmodel biedt een reproduceerbaar platform om de pathofysiologie van PION te bestuderen en therapeutische kandidaten te evalueren die gericht zijn op het overleven van retinale ganglioncellen. Door mechanistische risicoreductie van de mechanismen van ischemie van de nervus opticus mogelijk te maken, ondersteunt het model vroege targetvalidatie en voorspellend vertrouwen in programma's voor ischemische ziekten van het centrale zenuwstelsel.
Strategische toepassingen in biofarmaceutisch R&D
Vroege Ontdekking & Targetvalidatie
- Wetenschappelijke waarde: Maakt het mogelijk om therapeutische hypothesen bij posterieure ischemie van de oogzenuw te onderzoeken via kwantificeerbare degeneratie van retinale ganglioncellen.
- Operationele waarde: Biedt een betrouwbaar, trauma-vrij ischemiemodel dat de klinische pathogenese van PION nabootst via bloedplaatjestrombose en vasogeen oedeem.
- Voorspellende waarde: Ondersteunt de betrouwbaarheid van het doelwit door microvasculaire occlusie te koppelen aan axonale degeneratie, een klinisch relevante uitkomst.
Screening & assayontwikkeling
- Wetenschappelijke waarde: Genereert kwantitatief, tijdsafhankelijk verlies van retinaire ganglioncellen, meetbaar via retrograde labeling en confocale beeldvorming.
- Operationele waarde: Levert een gestandaardiseerde ischemische beschadiging met modulatie van de ernst via parameters voor laservermogen en bestralingsduur.
- Klaarheid voor assay: Faciliteert compound-screening op neuroprotectieve effecten door het vaststellen van een duidelijke baseline van celdood twee weken na inductie.
Translationeel & Preklinisch Onderzoek
- Translationele waarde: Modelleert een op afstand gelegen, door letsel veroorzaakt resultaat dat klinisch relevant is voor menselijke PION, wat de preklinische continuïteit ondersteunt.
- Mechanistische risicovermindering: Verduidelijkt de rol van microvasculaire compressie en trombose bij de uitbreiding van secundaire schade voorbij de initiële laserpenetratiediepte.
- Risico-gecorrigeerde vooruitgang: Maakt evaluatie mogelijk van neurotrofe factoren en andere therapeutica voor axonale regeneratie en celoverleving in een ziekterelevant systeem.
Integratie van pipeline en workflow
Het model past binnen het continuüm van ontdekking, van targetvalidatie via lead-identificatie tot preklinische efficiëntietesten, in het bijzonder voor programma's gericht op ischemische centraal zenuwstelsel-aandoeningen en optische neuropathie.
- Ontdekkingsbiologie: Ondersteunt hypothesetoetsing van ischemische mechanismen en padverduidelijking in modellen van letsel aan de posterieure oogzenuw.
- Screening: Maakt assay-standaardisatie en reproduceerbaarheid mogelijk voor het evalueren van effecten van verbindingen op de levensvatbaarheid van retinale ganglioncellen.
- Analytica: Biedt kwantitatieve metingen van afhankelijke variabelen (tellingen van retinale ganglioncellen) die vergelijking tussen behandelings- en controlecondities mogelijk maken.
- Translationeel onderzoek: Verbindt ontdekkingsbevindingen aan preklinische validatie via klinisch relevante uitkomsten van axonale degeneratie.
- Bedrijfsmatig hergebruik: Dient als een herbruikbaar platform voor het testen van meerdere therapeutische benaderingen voor optische neuropathie en bredere ischemische indicaties van het CZS.
Operationele & Ondernemingsimpact
- Wetenschappelijke waarde: Biedt voorspellende zekerheid bij doelwitvalidatie door het modelleren van een klinisch relevante, progressieve degeneratie van retinale ganglioncellen.
- Operationele waarde: Garandeert reproduceerbaarheid en standaardisatie door gedefinieerde fotochemische parameters en chirurgische controles.
- Strategische waarde: Verbetert go/no-go-beslissingen door mechanistische ambiguïteit in pathways van optic nerve ischemia te verminderen.
- Impact op portfolio: Maakt risico-gecorrigeerde prioritering van neuroprotectieve kandidaten mogelijk op basis van aantoonbare effecten op axonale overleving.
Overwegingen voor de implementatie
- Vereist expertise in microschirurgie, laserveiligheid en fotochemische technieken voor precieze bestraling van de nervus opticus.
- Afhankelijk van gespecialiseerde instrumentatie, waaronder een 532nm laser, beam chopper, sluiter, lens en prismasysteem voor gecontroleerde energieafgifte.
- Noodzaakt standaardisatie tussen teams van bestralingsparameters en retrograde labelingsprotocollen voor consistente resultaten.
- Omvat overwegingen voor adaptatie bij het vertalen van bevindingen naar andere knaagdiermodellen of grotere preklinische systemen.
- Beperkt door de noodzaak van postoperatieve monitoring en de infrastructuur voor confocale beeldvorming om de overleving van retinaire ganglioncellen nauwkeurig te kwantificeren.
