$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Na przykładzie modelu królika przedstawiono bezpieczną i powtarzalną metodę transmorficznego dostarczania hodowanego RPE na nośnikach komórkowych do przestrzeni podsiatkówkowej za pomocą specjalnie zaprojektowanego narzędzia strzeleckiego. Opisana metoda oferuje krótką/zoptymalizowaną technikę chirurgiczną ułatwiającą naukę, ponieważ obejmuje standardowe techniki witrektomii z manewrami podsiatkówkowymi. Wynik jest znacznie ułatwiony dzięki czystemu interfejsowi witreoretinalnemu i wlewowi wewnątrzgałkowemu, który pozwala uniknąć turbulencji płynu w miejscu implantacji, wywołując odwarstwienie siatkówki powiekowej (bRD) przy niskim IOP, zapobiegając uszkodzeniom siatkówki i twardówki poprzez suchość oraz odpowiednie ułożenie królika.
Ostrzegamy jednak, ponieważ w każdej chwili może wystąpić kilka powikłań śródoperacyjnych, utrudniających powodzenie implantacji, na przykład krwawienia wewnątrzgałkowe, zanikanie znieczulenia podczas ważnych etapów, takich jak implantacja, zapadnięcie się bRD z powodu manipulacji instrumentem lub hipotonia oka, śmierć królika z powodu nadmiernych dawek znieczulenia, niskie ciśnienie krwi podczas długiej operacji powodujące niedotlenienie mózgu, lub hipertermia. Jednak powikłania te zmniejszają się z czasem, ponieważ są szybko rozwiązywane i rozwiązywane dzięki rosnącemu doświadczeniu zespołu chirurgicznego.
Niektóre komplikacje można zmniejszyć, wykonując kilka prostych, ale kluczowych kroków. Lubrykant należy dodawać co 5 - 10 minut, aby zapobiec uszkodzeniu rogówki, twardówki i spojówki podczas operacji oraz aby utrzymać czyste podłoże wewnątrzgałkowe, ponieważ wysuszona/poczerniała twardówka może być przyczyną rozejścia się rany, co z kolei prowadzi do hipotonii gałki ocznej i/lub śródoperacyjnego wycieku z powodu sklerotomii. Heparyna powinna być dodawana, aby zapobiec tworzeniu się filmu fibrynowego, który utrudnia szczególnie implantację podsiatkówkową, a jednocześnie dodawać epinefrynę w celu zmniejszenia krwawienia pod wpływem heparyny16. Należy unikać zbyt długiego czasu ekspozycji na heparynę/epinefrynę (>1 godzina), aby zapobiec obrzękowi rogówki w wyniku dekompensacji śródbłonka33, przełomu nadciśnieniowego lub zgonu śródoperacyjnego. Skrupulatne usuwanie ciała szklistego powinno być wykonywane w porcie (wejściowym) instrumentu, aby uniknąć odwarstwienia siatkówki i/lub naczyniówki. Instrumenty wewnątrzgałkowe powinny być skierowane w stronę tylnego bieguna, aby uniknąć dotyku soczewki (powoduje powstawanie zaćmy jatrogennej) lub uszkodzenia siatkówki (w miejscu wejścia). Należy zastosować kaniulę infuzyjną do infuzji wewnątrzgałkowej z bocznym portem, ponieważ tłumi ona strumień strumieniowy wokół obszaru implantacji, zapobiegając w ten sposób niekontrolowanemu rozerwaniu retinotomii i zapadnięciu się bRD. Należy unikać indukcji bRD w linii środkowej (oś pionowa od nerwu wzrokowego) lub w pobliżu włókien rdzenia wzrokowego, aby zapobiec rozległym jatrogennym odwarstwieniom siatkówki. Wreszcie, co nie mniej ważne, bRD powinien być indukowany przy niskich ciśnieniach wewnątrzgałkowych, aby uniknąć iniekcji BSS podsiatkówkowej przy nadmiernych prędkościach przepływu, które mogą prowadzić do uszkodzenia siatkówki (np. przez rozciąganie).
Można zbadać wiele zmiennych badawczych, takich jak warianty nośników komórkowych, źródła komórek RPE pochodzących od płodu, dorosłych lub komórek macierzystych, wybór leków immunosupresyjnych itp. 14,26,27,34. Dalsze udoskonalenia, takie jak metody hodowli RPE bez surowicy, charakterystyka ksenoRPE w przestrzeni podsiatkówkowej, usunięcie warstwy14 RPE gospodarza lub strategie zakotwiczenia implantu, są obecnie w toku.
Do tej pory opisane techniki zostały wykorzystane na 5 różnych szczepach królików, w tym szynszyli, hybrydach Chinchilla bastard/KBL, nowozelandzkiej biało-czerwonej krzyżowej, nowozelandzkiej białej (albinos) i holenderskiej pasiastej. Operowano zarówno samce, jak i samice królików, przy czym króliki ważyły co najmniej 1,5 kg lub były w wieku 2 miesięcy (w zależności od gatunku). Większość operacji przeprowadzono na pigmentowanych królikach (hybrydy szynszyli lub szynszyli) o wadze od 2,5 do 3 kg.
Wszystkie szczepy królików, z którymi mieliśmy okazję pracować, wydają się mieć pewne cechy szczególne. Biorąc pod uwagę wyłączną dostępność pigmentowanych królików odmiany szynszyli w Niemczech w latach 2009-13, zebraliśmy najwięcej doświadczeń z tymi zwierzętami. Niestety nie jest już dostępny, ponieważ hodowla została przerwana, ale bardzo dobrze wypada w porównaniu z nowozelandzkim biało-czerwonym krzyżem, z wyjątkiem korzystniejszej grubszej twardówki i większej objętości oczu w tym ostatnim. Hybrydy szynszyli mają znaczne śródoperacyjne tworzenie fibryny i wymagają użycia heparyny / epinefryny, jak opisano powyżej, aby zapewnić udane manewry podsiatkówkowe. Protokół ten został również przeprowadzony u niepigmentowanych królików albinosów (nowozelandzkich białych), jednak szczególnie tworzenie bRD i implantacja podsiatkówkowa są trudniejsze ze względu na zmniejszone docenianie kontrastu. Możliwość wywołania tylnego odwarstwienia ciała szklistego nie wydawała się zależna od szczepu królika w naszych rękach.
Poród przezszklistkowy podsiatkówkowy jest prawdopodobnie przyszłą strategią chirurgiczną z wyboru, biorąc pod uwagę, że jest to obecnie najczęstsza droga klinicznego dostępu do siatkówki. W rezultacie, wiele innych grup zaprezentowało takie techniki hodowli RPE na nośnikach w pracy ze zwierzętami11,15,23,35. Aramant i wsp. 36 z nich ma instrument, który umieszcza, a nie wpycha ich miękki implant w kapsułkach hydrożelowych do miejsca docelowego podsiatkówkowego. Konstrukcja Thumanna i wsp. wykorzystuje pustą szpatułkę, która uwalnia przeszczep oparty na nośniku, unosząc go przez wstrzyknięcie płynu 19. Obie pierwsze strategie wymagają podsiatkówkowego wprowadzenia instrumentu, który naszym zdaniem jest bardziej podatny na powikłania w porównaniu z instrumentem aplikowanym nasiatkówkowo. Montezuma i wsp. 22 opisało instrument do wprowadzania podsiatkówkowego do dostarczania podsiatkówkowych implantów chipowych u świń, ale według naszej najlepszej wiedzy od tego czasu nie opublikowano żadnych dalszych prac. Udało nam się rozszerzyć opisaną technikę z pewną modyfikacją na świnię.
Preferowanymi przez nas nośnikami komórek są membrany z politereftalanu poliestru (PET) o grubości 10 mikronów. Z chirurgicznego punktu widzenia materiał ten charakteryzuje się korzystnymi parametrami sztywności i elastyczności, a także dużą uniwersalnością podczas eksperymentów z hodowlami komórkowymi. Podobne doświadczenia znaleźliśmy z ekspandowanym tetrafluoroetylenem (ePTFE) 37 lub membranami z nanowłókien elektroprzędzonymi z PET, kwasu polimlekowego/kapronomlekowego (PLCL) lub kwasu poli-mlekowo-ko-glikolowego (PLGA), a także kompozytowych nanowłókien (PLGA lub PET) i ultracienkiego PET 26. Kiedy membrany PET są używane z naszym metalowym instrumentem strzeleckim, mają one okazjonalną tendencję do wykazywania ładunku elektrostatycznego, co utrudnia ich wyrzucenie z pistoletu 27. Ultracienkie membrany poliimidowe nie mogłyby być w naszych rękach wszczepiane w przestrzeń podsiatkówkową zgodnie z protokołem opisanym powyżej (rękopis w przygotowaniu).
Marmor i wsp. systematycznie badali spontaniczną resorpcję płynu podsiatkówkowego w jatrogennych zlokalizowanych odwarstwieniach siatkówki38-41. Nawet po manipulacji w przestrzeni podsiatkówkowej stwierdzono, że są one ponownie wchłaniane do 4 dnia po operacji w spokojnych operacjach. Retinopeksja laserowa nie jest wykonywana w celu zabezpieczenia krawędzi retinotomii. Chociaż jest to sprzeczne z intuicją w porównaniu z chirurgią u ludzi, tamponada powietrzna/gazowa nie jest wymagana. Jeśli nie uda się uzyskać skrupulatnego usunięcia obwodowego ciała szklistego, szczególnie w górnym kwadrancie, może to w rzeczywistości spowodować gigantyczne rozdarcia siatkówki pochodzące z miejsca retinotomii. Zaleca się jedynie wymianę płynu z późniejszą tamponadą gazem 20% SF6 w celu uratowania śródoperacyjnego jatrogennych odwarstwień siatkówki lub w przypadku, gdy konieczne jest zabezpieczenie określonej pozycji implantu.
Chociaż mechanicznie indukowana ablacja siatkówki nerwowej może powodować uszkodzenie RPE i fotoreceptorów u królików42,43, jej zakres różni się znacznie (nawet przy zwykłym BSS) w zależności od takich czynników, jak IOP, rodzaj użytej strzykawki, objętość wstrzyknięcia z tym indukowanym rozciąganiem siatkówki itp. Przetestowaliśmy również często zalecane odwarstwienie BSS bez Ca / Mg, ale stwierdziliśmy, że powoduje ono śródoperacyjne zmętnienie soczewek (szczególnie przy podwyższonej temperaturze) i znacznie opóźnia lub nawet upośledza ponowne przyczepienie siatkówki 27. Dlatego zaleca się powolne wstrzykiwanie podsiatkówkowe o objętości 20 - 30 μl zwykłego BSS za pomocą strzykawki o pojemności 100 μl; ruchy igły iniekcyjnej powinny być minimalne, aby retinotomia uszczelniła się wokół niej i zapobiegła uszkodzeniu błony Brucha. Niektóre z jatrogennych uszkodzeń mogą zostać rozwiązane przez gojenie się ran RPE, a obserwowane względne zachowanie grubości ONL po ponownym przyczepieniu sugeruje, że kompleks RPE / fotoreceptor może tolerować to upośledzenie, jak opisali również inni45.
Terapie oparte na komórkach lub protezy siatkówki wymagają przedklinicznych badań na zwierzętach przed zatwierdzeniem przez organy regulacyjne i rozpoczęciem badań bezpieczeństwa u ludzi. Te pierwsze różnią się w zależności od kraju. Opisany tutaj model królika może służyć jako opłacalna i mniej wymagająca platforma do ustanawiania lub nawet realizacji wszystkich wymagań organów regulacyjnych. Co więcej, może on następnie służyć do szkolenia chirurgów w ewentualnych wieloośrodkowych badaniach klinicznych lub dalszych ulepszeń techniki w przyszłości.