Opisujemy metodę chirurgiczną polegającą na podawaniu leków do ucha wewnętrznego naczelnego, marmozety zwyczajnej (Callithrix jacchus), przez okrągłą błonę okienną.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
* These authors contributed equally
Opisujemy metodę chirurgiczną polegającą na podawaniu leków do ucha wewnętrznego naczelnego, marmozety zwyczajnej (Callithrix jacchus), przez okrągłą błonę okienną.
Badania słuchu od dawna ułatwiają modele gryzoni, chociaż w niektórych chorobach nie można podsumować objawów u ludzi. Marmozeta zwyczajna (Callithrix jacchus) to mała, łatwa w obsłudze małpa z Nowego Świata, która ma podobną anatomię kości skroniowej, w tym łańcuchów kosteczek słuchowych ucha środkowego i ucha wewnętrznego do ludzi, niż u gryzoni. W tym artykule przedstawiamy powtarzalne, bezpieczne i racjonalne podejście chirurgiczne do wnęki okrągłego okienka ślimaka w celu dostarczania leku do ucha wewnętrznego marmozety zwyczajnej. Przyjęliśmy tympanotomię tylną, procedurę stosowaną klinicznie w chirurgii człowieka, aby uniknąć manipulacji błony bębenkowej, która może powodować przewodzeniowy ubytek słuchu. Ten zabieg chirurgiczny nie doprowadził do żadnego znaczącego ubytku słuchu. Takie podejście było możliwe ze względu na dużą budowę pęcherza marmozety zwyczajnej, chociaż należy dokładnie rozważyć boczny kanał półkolisty i pionową część nerwu twarzowego. Ta metoda chirurgiczna pozwala nam na bezpieczne i dokładne podawanie leków bez utraty słuchu, co ma ogromne znaczenie w uzyskaniu przedklinicznego dowodu słuszności koncepcji dla badań translacyjnych.
Odbiorczy ubytek słuchu (SNHL) wynika głównie z uszkodzenia lub niedoboru ślimaka. Najczęstsze przyczyny SNHL to starzenie się (np. prezbiotyka), wady genetyczne, narażenie na głośny hałas, infekcje i leki ototoksyczne1. Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) oszacowała, że ponad 360 milionów ludzi, co stanowi 5,3% światowej populacji, cierpi na ubytek słuchu2. Szacuje się również, że 1 na 900 do 1 na 2500 noworodków ma umiarkowany, ciężki i głęboki wrodzony trwały ubytek słuchu, a około jedna na trzy osoby dorosłe w wieku powyżej 65 lat ma pewien stopień ubytku słuchu3. Nie ma jednak skutecznego klinicznego leczenia ubytku słuchu u tych pacjentów.
Badania słuchu od dawna prowadzone są przy użyciu modeli gryzoni lub świnek morskich, a wiele podejść, takich jak terapia genowa i terapia regeneracyjna, zostało zasugerowanych jako nowe metody leczenia ubytku słuchu. Istnieje jednak duża różnica między ludźmi a gryzoniami pod względem układu słuchowego i bardzo trudno jest przełożyć modele zwierzęce na zastosowania u ludzi. Marmozeta zwyczajna (C. jacchus), małpa z Nowego Świata pochodząca z Amazonii, stała się atrakcyjnym modelem naczelnych dla różnych podstawowych badań naukowych z kilku powodów. Po pierwsze, jego anatomia i fizjologia są bardziej podobne do anatomii i fizjologii ludzi niż gryzoni. Po drugie, podstawowe informacje biologiczne o tym gatunku, w tym choroby, sieci neuronowe, zachowanie i genom, są dobrze scharakteryzowane. Zgłoszono również przetwarzanie słuchowe i wokalne, korowe kodowanie okresowości, reprezentację wysokości dźwięku oraz interakcje słuchowo-głosowe popularnych marmozet4,5,6,7,8,9,10. W ostatnich badaniach histologicznych naukowcy zidentyfikowali charakterystyczne wzorce ekspresji 20 genów głuchoty i wymieniaczy anionowych w ślimaku marmozety zwyczajnej i odkryli, że pięć genów, które są przyczyną postępującej głuchoty, oraz trzy wymieniacze anionowe, miały inne wzorce ekspresji niż u gryzoni11,12. Profile te skłaniają nas do przekonania, że marmozeta pospolita jest potężnym narzędziem do badań nad słuchem.
Najbardziej charakterystyczne cechy marmozety pospolitej jako zwierzęcia doświadczalnego są następujące:
Aby ułatwić lepsze badania translacyjne w dziedzinie głuchoty i jej potencjalnej terapii, ustaliliśmy protokół badania obrazowego z wykorzystaniem tomografii komputerowej i rezonansu magnetycznego, znieczulenia ogólnego i testów słuchu z wykorzystaniem słuchowych odpowiedzi pnia mózgu (ABR). Te systemy eksperymentalne mogą zapewnić nam lepsze możliwości uzyskania przedklinicznych badań potwierdzających słuszność koncepcji, które są niezbędne do wypełnienia luk między badaniami na gryzoniach a badaniami klinicznymi. W tym miejscu przedstawiamy metodę chirurgiczną polegającą na podawaniu leków do ucha wewnętrznego marmozety pospolitej przez okrągłą błonę okienną. Aby uzyskać wyraźny widok wokół okrągłego okna, bez manipulowania błoną bębenkową, która może spowodować przewodzeniowy ubytek słuchu, warto podejść od strony jamy wyrostka sutkowatego. Klinicznie to podejście, określane jako "tympanotomia tylna", jest dobrze ugruntowane i zwykle stosowane do implantacji ślimakowej i chirurgii cholesteatoma. Wierzymy, że tympanotomia tylna pozwala nam na dokładne podawanie leków bez wywoływania ubytku słuchu.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Wszystkie procedury eksperymentalne zostały przeprowadzone na Uniwersytecie Jikei w Tokio w Japonii. Postępowanie ze zwierzętami i procedury eksperymentalne zostały zatwierdzone przez Instytucjonalny Komitet ds. Opieki nad Zwierzętami i Wykorzystania Uniwersytetu Jikei (nr zezwolenia: 26-060) i przeprowadzone zgodnie z Instytucjonalnymi wytycznymi dotyczącymi wykorzystywania zwierząt laboratoryjnych na Uniwersytecie Jikei, które zgadzają się z Wytycznymi dotyczącymi prawidłowego prowadzenia doświadczeń na zwierzętach przez Radę Naukową Japonii (2006). Opiekę nad zwierzętami prowadzono zgodnie z zaleceniami Przewodnika opieki i użytkowania zwierząt laboratoryjnych (Instytut Zasobów Zwierząt Laboratoryjnych, 1996).
1. Badanie przedoperacyjne
2. Znieczulenie
3. Przygotowanie przedoperacyjne
4. Zabiegi chirurgiczne
5. Opieka pooperacyjna
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Tympanotomię tylną przeprowadzono bez żadnych powikłań, takich jak zakażenie miejsca operowanego, krwawienie z uszkodzeniem naczyń czy dysfunkcja przedsionkowa, która zdarza się niekiedy podczas manipulacji w uchu środkowym. Wykonaliśmy tympanotomię tylną w prawym uchu 7-letniego sajemistki zwyczajnej i podaliśmy 1 µL soli fizjologicznej w buforze fosforanowym do niszy okna owalnego. ABR mierzono przed operacją oraz dwa miesiące po jej zakończeniu (Rysunek 5<...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Objętość przepływu krwi w ślimaku jest niezwykle mała, szacuje się, że wynosi około 1/1 000 000 całkowitego rzutu serca u ludzi, a dostęp do niej jest ograniczony przez obecność bariery krew-ślimak, która oddziela ucho wewnętrzne od krążenia ogólnego19,20. Z tych powodów korzystne jest podawanie leków lub wektorów wirusowych do ucha wewnętrznego, nie poprzez podawanie ogólnoustrojowe, ale raczej przez podanie bezpośrednie. W eksperymentach na myszach i świnkach m...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy nie mają nic do ujawnienia.
Praca jest wspierana przez granty dla M.F. od japońskiego rządu MEXT KAKENHI (24592560, 15H04991 i 15K15624) oraz Fundacji Naukowej Takeda dla M.F. oraz Jikei University Strategic Prioritizing Research Fund dla H.J.O.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| marmozeta pospolita | CLEA Japonia | EDM:C. Marmozet(Jic) | |
| izofluran | Phizer | ||
| medetomidyna | ZENOAQ | ||
| midazolam | astellas | ||
| butorfanol | Meiji Seika | ||
| ampicylina | Meiji Seika | ||
| chlorowodorek lidokainy | Szczepionka AstraZeneca | ||
| 6-0 nić absorpcyjna | ETHICON | RD-1 | |
| chlorowodorek atipamezolu | ZENOAQ | ||
| fizjologiczna buforowana fosforanem | Wako | 045-29795 | |
| Surge Wave | Morita | TR-900-OR | |
| Sztabka diamentowa 006 | Morita | 14070057 | |
| Sztabka diamentowa 010 | Morita | 14070081 | |
| oddział intensywnej terapii | Menix | P-100 |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.