$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Naukowcy opracowują terapie genowe dla różnych chorób zwyrodnieniowych siatkówki i siatkówki z nadzieją na przełożenie nowych metod leczenia chorób u ludzi1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11. Optyczna koherentna tomografia koherentna w dziedzinie czasu lub w domenie spektralnej (SD-OCT) została wykorzystana do zbadania aspektów zwyrodnienia zewnętrznej siatkówki w określonych mysich modelach choroby12,13,14. HR-SD-OCT nie był jednak szeroko stosowany w kontekście optymalizacji oceny modeli mysich w celu określenia szybkości i jednorodności przestrzennej zwyrodnienia siatkówki, ani w kontekście przedklinicznej oceny terapii opartej na genach, na przykład do oceny ratunku, toksyczności lub przestrzennego zasięgu dostarczania wektorów8,15,16. Gdy model mysi zostanie w pełni scharakteryzowany, dane HR-SD-OCT mogą służyć jako informacyjne i wiarygodne źródło do pomiaru wpływu środków terapeutycznych w celu wywarcia ratunku lub toksyczności w mysich modelach zwyrodnienia siatkówki17. Wiele grup stosuje iniekcję podsiatkówkową jako metodę dostarczania wektora ze względu na jej skuteczność w transdukcji fotoreceptorów i komórek nabłonka barwnikowego siatkówki (RPE). Jednak pozostaje to trudną do opanowania metodą, biorąc pod uwagę, że zwykle wykonuje się ją za pomocą operacji z wolnej ręki z powierzchni rogówki i często jest obarczona zaćmą, krwawieniem i niezamierzonymi odwarstwieniami siatkówki występującymi po prostu w wyniku manipulacji tylnego ciała szklistego. Wiele grup nadal próbuje wstrzykiwać podsiatkówkowo na ślepo i dostarcza wirusa za pomocą ręcznych zastrzyków za pomocą igieł ze stali nierdzewnej o stosunkowo dużej średnicy (34G)8,17,18,19,20,21,22, a kilka z nich wykorzystuje obrazowanie optycznej tomografii koherentnej (OCT) w celu potwierdzenia prawidłowego dostarczenia wektora do siatkówki8,17,20,22. Pewne ulepszenia w metodzie zostały ostatnio opisane przy użyciu igieł w mikroskali napędzanych przez mikromanipulator22.
Prezentujemy zintegrowane podejście, które pomaga w pozycjonowaniu igły, a zastrzyki są ułatwione przez specjalnie ukierunkowany stereoskopowy oftalmoskop zaprojektowany w laboratorium specjalnie do wizualizacji wnętrza małego oka myszy17,23. Użycie mikroigieł z wyciąganego szkła w połączeniu z mikromanipulatorem stereotaktycznym zapewnia lepszą kontrolę umieszczania igły bez konieczności chirurgicznego cięcia (tj. przez spojówki i tkankę łączną) przed wstrzyknięciem. Zastosowanie mikroiniektora o regulowanym ciśnieniu pomaga zapewnić stałą objętość wstrzyknięcia, a wstrzyknięcie może być wykonane ze znacznie większą stabilnością, precyzją i znacznie wolniej niż wstrzyknięcia ręczne wykonywane za pomocą ręcznej strzykawki, zmniejszając w ten sposób występowanie wstrzykiwania pęcherzyków do oka. Mniejsza igła pomaga zapobiegać wyciekom po wyjęciu igły, ponieważ ścieżka jest samouszczelniająca. Aby ocenić zakres wstrzyknięcia/dostarczenia, wiele grup badawczych polega na znalezieniu i ocenie powierzchniowego zakresu zwiększonej ekspresji białka zielonej fluorescencji (EGFP) w siatkówce (konstrukt ekspresji dostarczony przez wektor) w eksperymentalnym punkcie końcowym (eutanazja), aby potwierdzić udane wstrzyknięcia11,19,20,24. Takie podejście (bez wykorzystania OCT) do weryfikacji sukcesu chirurgicznego marnuje ogromną ilość zasobów w czasie zabiegów chirurgicznych i zwierzętach, ponieważ wszystkie zwierzęta z (nieznanymi) niepowodzeniami chirurgicznymi muszą być utrzymywane, a następnie poddawane powtarzalnym środkom aż do eutanazji i pobrania oczu (kiedy mierzy się EGFP). Potwierdzenie lokalizacji wstrzyknięcia w siatkówce można poprawić za pomocą HR-SD-OCT, aby wykazać, że wstrzyknięcie znajduje się między właściwymi warstwami siatkówki (tj. przestrzenią podsiatkówkową). HR-SD-OCT może być również używany do natychmiastowego określania nieudanych prób (niepowodzeń chirurgicznych) w celu zidentyfikowania odpowiednich zmiennych w rzeczywistym czasie chirurgicznym w celu ulepszenia podejścia. Stwierdziliśmy, że HR-SD-OCT zapewnia liczne korzyści w przedklinicznych badaniach terapii genowej, umożliwiając szybką ilościową ocenę zewnętrznego zwyrodnienia siatkówki, umożliwiając identyfikację/ubój badanych zwierząt, które nie spełniają kryteriów eksperymentalnych (np. nieprawidłowe wstrzyknięcie podsiatkówkowe) oraz kierując obrazowanie kontrolne do obszaru oka, w którym dostarczono wektor (gdzie efekt przedkliniczny jest najbardziej prawdopodobny), a także regionów kontrolnych, w których wektor nie został dostarczony. Od czasu jego opracowania, stosowanie SD-OCT jest nadal akceptowane i stosowane przez badaczy okulistyki i jest obecnie uważane za standard obrazowania siatkówki w badaniach naukowych siatkówki na modelach myszy lub gryzoni13,25. HR-SD-OCT i jego możliwości oprogramowania zostały wykorzystane w unikalny, zintegrowany sposób, aby osiągnąć cel, jakim jest skuteczna ilościowa terapia genowa w modelach mysich na każdym etapie procesu, w tym selekcji modelu zwierzęcego, charakterystyki zwyrodnienia w wybranych modelach choroby, dostarczania terapeutycznego, mapowania dostarczania wektorów oraz oceny toksyczności/skuteczności. Zastosowanie HR-SD-OCT pozwala na skuteczniejsze odkrywanie leków na każdym poziomie procesu. Tutaj opisujemy te podejścia, które są stosowane w naszym programie odkrywania leków RNA.