Een eenvoudige mechanische Procedure aanmaken Limbale Stem Cell Deficiency in Mouse
17 november 2016
Het volgende artikel biedt een eenvoudige, reproduceerbare techniek om effectief een duurzame muismodel van limbale stamcellen deficiëntie (LSCD). Dit diermodel is bruikbaar bij het testen en vergelijken van de werkzaamheid van behandelingen voor limbale stamcellen ziekten.
Het algemene doel van deze procedure is om een reproduceerbaar, duurzaam en persistent muismodel van limbale stamceldeficiëntie te creëren. Deze eenvoudige techniek biedt een consistent diermodel van limbale stamceldeficiëntie, zonder ongewenste verwondingen aan het oog te veroorzaken, wat moeilijk te bereiken is met de standaard modellen van chemische verwondingen. Dit model is nuttig voor het bestuderen van het ziekteproces op cellulair en moleculair niveau op lange termijn.
En voor het testen of vergelijken van de werkzaamheid van nieuwe behandelingen. Na het verdoven van de muis, knijp in de teen om voldoende diepte van de verdoving te verzekeren. Inspecteer het oog onder een spleetlamp om de afwezigheid van eerdere cornea-verwondingen te verifiëren.
Druppel een druppel 1% tetracaine hydrochloride op het oog en wacht 60 seconden. Breng vervolgens voorzichtig 5% povidone jodium aan op het oog en het haar eromheen. Na een minuut, veeg de druppel weg of verspreid het over het haar rond het oog om te voorkomen dat het haar interfereert met de punt van het gereedschap.
Bereid een steriele roterende boor en een paar steriele gebogen pincetten voor en bewaar ze op een steriele doek tijdens de procedure. Stabiliseer nu het oog door de oogleden vanaf de nasale kant te grijpen met de gebogen pincetten en het oog voorzichtig te bedekken. Wees voorzichtig om niet te veel druk uit te oefenen.
Onder een chirurgische microscoop, scheer tweemaal rond het limbale gebied met de steriele roterende boor. Verwijder het hele cornea-epitheel van limbus tot limbus met de roterende boor in een cirkelvormige beweging, en werk met de laterale kant van de punt. Om stromaverwonding te voorkomen, poets niet opnieuw de corneale delen waarvan het epitheel is verwijderd.
Oefen geen druk uit op het oog. Reinig de borstelpunt indien nodig. Breng een druppel steriele PBS aan op de cornea en veeg eventuele losgelaten epitheliale vellen weg met een zachte schoonmaakdoek.
Scheerp vervolgens het resterende epitheel, indien aanwezig. Let op de staart van de muis om voldoende diepte van de verdoving tijdens de operatie te verzekeren. Breng een druppel Fluorescein natrium aan op de cornea.
Reinig de cornea na 30 seconden en onderzoek het onder een microscoop met een kobaltblauwe filter om de volledige verwijdering van het epitheel te verifiëren. Na de procedure, plaats het dier in zijn kooi op een verwarmingsdeken en observeer het gedurende 30-45 minuten tot volledige herstel van de verdoving. Breng ondertussen 1% Erythromycin Ophthalmic zalf aan op het oog en zet de toediening van het antibioticum dagelijks gedurende een week voort.
Injecteer bovendien onmiddellijk na de procedure en 12 uur later een subcutane injectie van 0,1 mg/kg Buprenorphine, en zet de injectie twee keer per dag gedurende twee dagen voort. Dit is het cornea-fenotype één maand na de procedure. Je kunt uitgebreide neovascularisatie zien, wat een kenmerk is van limbale stamceldeficiëntie.
Een normale cornea toont Cytokeratine 12 maar is verstoken van Cytokeratine 8 of bekercellen. Bij limbale stamceldeficiëntie, verschijnen Cytokeratine 8 en bekercellen op de cornea, terwijl Cytokeratine 12 verloren gaat. Eenmaal onder de knie, zal deze techniek resulteren in cornea-neovascularisatie die bijna het gehele muis-corneaoppervlak in één maand zal bedekken, en stabiel blijft tot drie maanden.
Het is belangrijk om de corneale delen die het epitheel al hebben verwijderd niet opnieuw te borstelen. Dit kan ongewenste stroma-ontsteking en vertroebeling veroorzaken. Na de ontwikkeling van limbale stamceldeficiëntie, kunnen experimentele behandelmethoden worden getest en vergeleken.
Alternatief kunnen behandelingen kort na de verwonding worden gestart. Deze video toont hoe effectief het limbale en cornea-epitheel kan worden verwijderd om limbale stamceldeficiëntie bij muizen te induceren. Met enkele wijzigingen kan het ook bij andere dieren worden uitgevoerd.
Bekijk het volledige transcript en krijg toegang tot duizenden wetenschappelijke video's
Overzicht
Dit artikel presenteert een reproduceerbare techniek voor het creëren van een duurzaam muismodel voor limbal stamceldeficiëntie (LSCD). Dit model is essentieel voor het bestuderen van het ziekteproces en het testen van nieuwe behandelingen.
Belangrijkste studiecomponenten
Wetenschappelijk gebied
- Neurowetenschappen
- Celbiologie
- Oftalmologie
Achtergrond
- Een tekort aan limbale stamcellen beïnvloedt de gezondheid van het hoornvlies en het gezichtsvermogen.
- Huidige modellen veroorzaken vaak ongewenste beschadigingen, wat het onderzoek compliceert.
- Er is behoefte aan een duurzaam model voor langetermijnstudies.
- Deze techniek is erop gericht om dat gat te vullen.
Doel van de studie
- Om een consistent muismodel voor LSCD te ontwikkelen.
- Om de studie van cellulaire en moleculaire ziekteprocessen te vergemakkelijken.
- Om de effectiviteit van potentiële behandelingen te evalueren.
Gebruikte methoden
- De muis wordt onder narcose gebracht.
- Het oog wordt met een spleetlamp geïnspecteerd op eerdere letsels.
- Er wordt een specifieke techniek toegepast om LSCD te induceren zonder aanvullende schade toe te brengen.
- Er vindt een langdurige monitoring van het model plaats.
Belangrijkste Resultaten
- Het model imiteert succesvol LSCD zonder ongewenst oogletsel.
- Het maakt langetermijnstudies op cellulair en moleculair niveau mogelijk.
- Nieuwe behandelingen kunnen effectief worden getest met behulp van dit model.
- De resultaten wijzen op een betrouwbare methode voor toekomstig onderzoek.
Conclusies
- Deze techniek biedt een waardevol instrument voor onderzoek naar LSCD.
- Het vergroot het begrip van limbaal stamcelziekten.
- Toekomstige studies kunnen voortbouwen op dit model om behandelopties te verbeteren.
Veelgestelde vragen
Industriële Relevantie voor Directie
Het vaststellen van een reproduceerbaar muismodel voor limbaal stamceldeficiëntie (LSCD) voorziet in een kritieke behoefte aan ziekterelevante systemen voor de ontdekking van oftalmologische geneesmiddelen. Dit model maakt mechanische risicoreductie en voorspellende betrouwbaarheid mogelijk voor de preklinische evaluatie van regeneratieve en ontstekingsremmende therapieën gericht op hoornvliesaandoeningen. Het aanhoudende fenotype en de translationele consistentie ondersteunen een robuuste voortgang van de ontwikkelingspijplijn en de vergelijkbaarheid tussen programma's.
Strategische Toepassingen in Biopharma R&D
Vroege Ontdekking & Targetvalidatie
- Maakt onderzoek naar de functie van limbaire stamcellen en cornea-regeneratiepaden mogelijk.
- Ondersteunt biologische risicoreductie door het bieden van een consistent, gecontroleerd ziektemodel met letsel.
- Faciliteert functionele validatie van targets voor kandidaat-therapeutica voor de behandeling van LSCD.
- Verbetert het voorspellend vertrouwen in de translationele relevantie binnen onderzoek naar ziekten van het oogoppervlak.
Screening & assayontwikkeling
- Biedt een gevalideerd in vivo platform voor de kwantitatieve beoordeling van therapeutische effectiviteit.
- Maakt gestandaardiseerde evaluatie van cellulaire en moleculaire eindpunten mogelijk, zoals cytokeratine-expressie en neovascularisatie.
- Ondersteunt reproduceerbare, schaalbare screening van nieuwe verbindingen of biologica voor hoornvliesherstel.
- Faciliteert een betrouwbare vergelijking van behandelmodaliteiten in een gecontroleerde setting.
Translationeel & Preklinisch Onderzoek
- Komt overeen met de menselijke LSCD-pathologie, wat de ontwikkeling van translationele biomarkers ondersteunt.
- Maakt continuïteit mogelijk van ontdekking tot preklinische validatie van regeneratieve strategieën.
- Ondersteunt risico-gecorrigeerde beslissingen voor de verdere ontwikkeling van oogtherapeutica die gericht zijn op stamceldeficiëntie.
- Biedt mechanisch inzicht in de ziekteprogressie en de therapeutische respons.
Integratie van Pipeline en Workflow
Dit LSCD-model is geïntegreerd in het continuüm van ontdekking tot preklinisch onderzoek, waardoor hypothesetesten, lead-identificatie en translationele validatie voor therapieën voor het oogoppervlak mogelijk worden.
- Discovery Biology: Ondersteunt hypothese-gestuurd onderzoek naar het verlies van limbale stamcellen en mechanismen van hoornvliesherstel.
- Screening: Levert reproduceerbare, kwantitatieve resultaten voor de beoordeling van de effectiviteit en veiligheid van potentiële interventies.
- Analytics: Maakt meting van moleculaire markers (bijv. cytokeratineprofielen) en neovascularisatie mogelijk voor vergelijkende analyses.
- Translationeel onderzoek: Slaat een brug tussen preklinische bevindingen en klinische relevantie door het modelleren van aanhoudende LSCD-fenotypes.
- Bedrijfsmatige herutilisatie: Biedt een gestandaardiseerd, aanpasbaar platform voor programma-overstijgende evaluatie van okulair therapeutica.
Operationele & Bedrijfsimpact
- Wetenschappelijke waarde: Verhoogt het voorspellend vertrouwen en vermindert mechanische ambiguïteit bij de ontwikkeling van oogmedicatie.
- Operationele waarde: Verbetert de standaardisatie, reproduceerbaarheid en schaalbaarheid van preklinische LSCD-studies.
- Strategische waarde: Verbetert de go/no-go besluitvorming en kapitaalefficiëntie voor oogheelkundige portfolio's.
- Impact op portfolio: Maakt risico-gecorrigeerde prioritering en bevordering van regeneratieve en anti-inflammatoire kandidaten mogelijk.
Overwegingen voor implementatie
- Vereist expertise in oogheelkundige chirurgie bij kleine dieren en postprocedurele zorg.
- Toegang tot chirurgische microscopen, gemotoriseerde frezen en moleculaire analytische instrumenten is noodzakelijk.
- Vereist standaardisatie tussen teams voor de protocollen van letselinductie en fenotypische beoordeling.
- Aanpasbaar aan andere kleine diermodellen door procedurele modificaties.
- Een zorgvuldige techniek is essentieel om stromaal letsel te vermijden en de consistentie van het model te waarborgen.
