Gedeeltelijke oogzenuw transect bij ratten: een Model tot stand gebracht met een nieuwe operationele aanpak om te beoordelen van secundaire degeneratie van het netvlies peesknoopcellen
15 oktober 2017
Secundaire degeneratie van het netvlies peesknoopcellen (RGCs) komt vaak voor bij glaucoom. Deze studie beschrijft een innovatieve operationele aanpak voor gedeeltelijke oogzenuw transect. Het gebruik van deze ruimtebesparende operationele aanpak strekt zich uit de modellenreeks van de toepassing en kunt verkenning van secundaire schade mechanismen in RGCs op een nieuwe manier.
Secundaire degeneratie van retinale ganglioncellen komt meestal voor bij glaucoom. Dit artikel illustreert een innovatief operatiemodel van gedeeltelijke opticusdoorsnijding. Deze ruimtebesparende operatieve aanpak verbetert de mogelijkheid van de onderzoeker om geneesmiddelen of dragers of selectieve tracers van RGC's op de stomp van de gedeeltelijk doorgesneden opticus toe te dienen en stelt onderzoekers in staat om de secundaire letselmechanismen van RGC's op een nieuwe manier te bestuderen.
Glaucoom is een chronische neurodegeneratieve ziekte en de progressieve neuropathologie blijft lange tijd bestaan. Oculair hypertensie is een duidelijke oorzaak voor glaucoom, en het verlagen van de oculair hypertensie is aangetoond als de enige bevestigde effectieve therapie voor glaucoombehandeling. Maar de situatie van sommige patiënten zal verder verslechteren, zelfs nadat de oculair hypertensie is beheerst.
Daarom wordt secundaire degeneratie van RGC's geacht te optreden bij glaucoom. De mechanismen die specifiek gerelateerd zijn aan primaire of secundaire degeneratie zijn echter nog steeds niet duidelijk. Het secundaire degeneratiemechanisme van RGC's zal de behandeling van neurotrauma en CES-neurodegeneratieve ziekte begeleiden.
Om te helpen bij gedeeltelijke kwantitatieve doorsnijding van de opticus, presenteren we een nieuw ontworpen, goedkoop chirurgisch instrument. Het instrument bestaat uit twee delen, een handbediende paal en een gegroefde kop. De gegroefde kop is halfrond met een verticale diepte van 200 micrometer, en het gegroefde oppervlak maakt het mogelijk dat de ventrale opticus binnenin ligt en wordt gestabiliseerd voor doorsnijding.
Leg de opticus in de groef van het instrument. Het gegroefde oppervlak van het instrument maakt het mogelijk de opticus te stabiliseren voor doorsnijding. Snijd vervolgens verticaal de opticus door met een geschikte naaldtip of mespunt.
Let op dat alleen het dorsale deel van de opticus wordt afgesneden, aangezien het ventrale deel door het instrument wordt beschermd. Scheid en dissocieer de dura rond de opticus, zorg ervoor dat de oogheelkundige arterie die geassocieerd is met het meningeale omhulsel niet wordt afgesneden. De primaire letsels werden bereikt in RGC's die overeenkwamen met de kwantitatief doorgesneden opticusaxonen, dorsale zijde, terwijl de secundaire letsels werden uitgevoerd in RGC's die overeenkwamen met de niet-doorgesneden opticusaxonen, centrale en ventrale zijde, zonder directe schade.
Ratten werden geanesthetiseerd met behulp van een veterinair isofluraanverdampersysteem. Anesthesie werd tijdens de operatie bewaakt en de dosis isofluraan werd dienovereenkomstig aangepast. Evalueer constant de diepte en snelheid van de ademhaling, en voer elke vijf minuten een teenprikbeoordeling uit om de afwezigheid van diepe pijn te controleren.
Plaats de rechterkant van de rat naar boven op de operatietafel met het hoofd naar de operatie. Pas het rechter oogbol in het centrum van het operatieveld aan. Reinig vervolgens het incisiegebied meerdere keren langs de laterale canthus naar de externe akoestische opening van de rechter oogbolhuid met toepassing van 0,5% chloorhexidine en 75% ethanol.
Verwijder het haar tussen de laterale canthus en de externe akoestische opening met irisscharen. Maak een huidsnede met irisscharen langs de laterale canthus naar de externe akoestische opening met een lengte van 0,5 tot één centimeter. Knijp vervolgens in het fascia en trek omhoog om een driehoekige wig met een 0,12 millimeter getande pincet te maken.
Plaats de onderste kling van Vannas-veermesjes in het incisiegebied en snijd de fascia open met dezelfde schaarse richting als schaarhuid. Vooral bij het snijden van de onderhuidse fascia in de buitenste laterale canthus, gebruik de scherpe gekartelde pincet om de onderhuidse fascia op het oppervlak van de fascia verticaal omhoog te trekken, en snijd de fascia met Vannas-veermesjes om schade aan de orbitale ader in de buitenste canthus te voorkomen, wat door overmatig bloeden modelfalen kan veroorzaken. Snijd de fascia met irisscharen en leg de orbitale ader bloot.
Gebruik stompe dissectie om beide zijden van de incisie te openen. Het voordeel van deze procedure is dat het bloedingen kan voorkomen wanneer direct de bloedvaten worden afgesneden. Snijd vervolgens met irisscharen de rechter laterale canthus uiteen langs de incisielijn om de chirurgische aanpak volledig bloot te leggen en het gezichtsveld volledig bloot te leggen voor de volgende stompe dissectie van orbitale spieren.
Ga door met het klemmen van de map van de orbitale spier onder de fascia, en stomp de scheiding verticaal in de richting van de huid en fasciasnede. Scheid vervolgens geleidelijk langs de zijden om de orbitale diepte te bereiken tot het verschijnen van orbitaal vetweefsel. Deze procedure zal de diepere delen van de orbitale holte openen en een groter chirurgisch venster bieden om in te werken en onbelemmerde toegang tot de weefsels die de opticus overliggen.
Bij de bovenstaande procedures, als er bloeding optreedt, oefen dan druk uit, met behulp van steriele chirurgische doeken of wattenstaafjes. Na blootstelling van het vetweefsel in de orbita, draai de richting van het rattenhoofd van verticaal naar de rechterkant van de chirurg. Snijd orbitaal vetweefsel af dat bedekt is op de orbitale spierkegel rond de opticus.
Deze actie kan ervoor zorgen dat de juiste chirurgische aanpak wordt blootgelegd. Let op om het volume van het verwijderde vetweefsel binnen een redelijk bereik te houden om voortdurend bloeden te voorkomen. Na het snijden van het vetweefsel, wordt de laterale rectus blootgelegd.
Klem de laterale rectus naar buiten en snijd deze vervolgens met Vannas-veermesjes. Het doel van deze procedure is om een betere blootstelling van de opticus te bereiken, aangezien de laterale rectus veel breder is en het zicht op de opticus duidelijk blokkeert. Als er nog vetweefsel onder de laterale rectus is, trek het vet dat de opticus overligt omhoog met behulp van een 0,12 millimeter getande pincet en snijd het af met de Vannas-veermesjes.
Vervolgens is het weefselschede rond de optische zenuw
Overzicht
Deze studie presenteert een innovatieve chirurgische benadering voor gedeeltelijke optische zenuwtransectie, gericht op het onderzoeken van secundaire degeneratie van retinale ganglioncellen (RGCs) bij glaucoom. De methode verbetert de mogelijkheid om secundaire schademechanismen in RGCs te bestuderen, terwijl het een ruimtebesparend operatief model biedt.
Belangrijkste studiecomponenten
Wetenschapsgebied
- Neurowetenschap
- Oftalmologie
- Neurodegeneratieve ziekten
Achtergrond
- Secundaire degeneratie van RGCs is prevalent bij glaucoom.
- Oculair hypertensie is een belangrijke oorzaak van glaucoom.
- Het begrijpen van secundaire degeneratiemechanismen is cruciaal voor de behandeling.
- Huidige therapieën richten zich op het beheersen van oculair hypertensie.
Doel van het onderzoek
- Om een goedkope chirurgisch instrument voor gedeeltelijke optische zenuwtransectie te ontwikkelen.
- Om medicatietoediening en tracerstudies op RGCs te vergemakkelijken.
- Om secundaire schademechanismen in RGCs te onderzoeken.
Gebruikte methoden
- Ontwerp van een handbediend chirurgisch instrument met een groefkop.
- Gedeeltelijke transectie van de optische zenuw met bescherming van het ventrale deel.
- Gebruik van isofluraan voor anesthesie tijdens chirurgische procedures.
- Gegeven chirurgische stappen om de optische zenuw bloot te leggen en transectie uit te voeren.
Belangrijkste resultaten
- De nieuwe chirurgische benadering maakt nauwkeurige transectie van de optische zenuw mogelijk.
- Vereenvoudigt het onderzoek naar secundaire degeneratie in RGCs.
- Verbetert de toegang voor medicatietoediening en tracertoepassing.
- Toont potentieel voor het bevorderen van glaucoomonderzoek.
Conclusies
- Het innovatieve chirurgische model verbetert de onderzoekscapaciteiten bij glaucoom.
- Het begrijpen van secundaire degeneratiemechanismen kan leiden tot betere behandelingen.
- Deze aanpak kan strategieën voor neurotrauma en neurodegeneratieve ziekten informeren.
Veelgestelde vragen
Executive Industry Relevance
Partial optic nerve transection in rats provides a robust preclinical model to dissect primary versus secondary degeneration of retinal ganglion cells, a key challenge in neurodegenerative disease research. This model enables precise localization and mechanistic de-risking of secondary injury pathways relevant to glaucoma and related disorders. Its reproducibility and operational efficiency support translational continuity and portfolio triage for neuroprotective drug discovery.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables mechanistic interrogation of secondary degeneration distinct from primary injury in retinal ganglion cells.
- Supports functional target validation for neuroprotective strategies in glaucoma and neurodegeneration.
- Facilitates predictive confidence in pathway-specific intervention points for secondary injury.
Screening & Assay Development
- Provides a reproducible in vivo system for evaluating candidate neuroprotective compounds targeting secondary degeneration.
- Allows for standardized administration of drugs, carriers, or tracers directly to the optic nerve stump.
- Enables quantitative assessment of RGC survival and injury boundaries for assay development.
Translational & Preclinical Research
- Aligns with disease-relevant mechanisms observed in glaucoma and chronic neurodegenerative conditions.
- Supports continuity from mechanistic discovery to preclinical validation of neuroprotective interventions.
- Reduces translational risk by modeling secondary injury processes in a controlled, quantifiable manner.
Pipeline & Workflow Integration
This model integrates into the discovery-to-preclinical continuum by enabling hypothesis-driven testing of secondary degeneration mechanisms and candidate interventions.
- Discovery Biology: Dissects primary versus secondary injury, clarifying mechanistic pathways in RGC degeneration.
- Screening: Supports reproducible, quantitative evaluation of neuroprotective agents in a standardized animal model.
- Analytics: Provides clear readouts of RGC labeling and injury boundaries for comparative analysis.
- Translational Research: Bridges mechanistic findings to preclinical efficacy studies in disease-relevant systems.
- Enterprise Reuse: Offers a scalable, low-cost model adaptable for diverse neurodegeneration research pipelines.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in neurodegeneration research.
- Operational Value: Enhances reproducibility, standardization, and efficiency in preclinical model establishment.
- Strategic Value: Informs go/no-go decisions for neuroprotective drug candidates targeting secondary injury.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization of therapeutic programs addressing secondary degeneration.
Implementation Considerations
- Requires expertise in microsurgical techniques and animal model handling.
- Needs access to specialized surgical instruments and fluorescence-based RGC labeling infrastructure.
- Demands rigorous cross-team standardization for reproducibility and data comparability.
- Adaptable across different rodent models but may require protocol optimization for other species.
- Potential limitations include surgical learning curve and need for precise anatomical dissection.
