Sieciowanie twardówki za pomocą ryboflawiny i promieniowania ultrafioletowego-A w celu zapobiegania krótkowzroczności osiowej w modelu królika
3 kwietnia 2016
Pokazujemy wpływ sieciowania twardówki z ryboflawiną i UVA na osiowo wydłużone oko królika. Wydłużenie osiowe wywołano u 13-dniowych królików nowozelandzkich (samca i samicy) poprzez zszycie ich prawych powiek (tarsorrhaphy).
Ogólnym celem tej procedury jest obserwacja efektów sieciowania twardówki przy użyciu ryboflawiny i promieniowania ultrafioletowego A w celu wywołania krótkowzroczności osiowej w modelu króliczym. Metoda ta może pomóc w odpowiedzi na kluczowe pytania w dziedzinie sieciowania twardówki, takie jak sposób kierowania promieniowania UVA na określone obszary twardówki. Główną zaletą tej techniki jest wykorzystanie promieniowania UVA, światłowodów oraz interwencji chirurgicznej w celu dotarcia do wybranych obszarów twardówki.
W procedurze chirurgicznej asystować będzie Orly Gal-Or, rezydent z Oddziału Okulistyki w Rabin Medical Center. Przed rozpoczęciem zabiegu należy potwierdzić brak odruchu bólowego, a następnie za pomocą sterylnego patyczka nasączonego watą nanieść niewielką ilość maści okulistycznej na oko nieoperowane. Następnie należy zastosować znieczulenie miejscowe w obu oczach.
Ustawiając głowicę prostopadle do centralnej części rogówki, należy przeprowadzić trzy pomiary długości osiowej oka za pomocą skanera A do ultrasonografii. Następnie, pod mikroskopem operacyjnym okulistycznym, należy użyć chirurgicznych pęset i nożyczek okulistycznych do wykonania obwodowej peritomii spojówki o kącie 360 stopni. Za pomocą haczyka do mięśni należy zlokalizować cztery proste mięśnie gałki ocznej.
Następnie odizoluj mięśnie za pomocą dwóch nieigłowych szwów z jedwabiu plecionego o rozmiarze zero, aby utworzyć cztery kwadranty. Za pomocą markera do skóry wyznacz jedną strefę naświetlania na równikowej części twardówki oraz jedną strefę naświetlania na tylnej części twardówki w każdym kwadrancie. Następnie napełnij strzykawkę o pojemności od 3 do 5 ml 0,1% roztworem fotouczulacza ryboflawiny 5-fosforanu bez dekstranu i podłącz kaniulę łzową o rozmiarze 26G.
Następnie włącz urządzenie do naświetlania z źródłem światła UVA o długości fali 370 nanometrów, podłączone do wykonanego na zamówienie światłowodu z ukośnym zakończeniem, i ustaw moc urządzenia na 57 miliwatów na centymetr kwadratowy. Na dwadzieścia sekund przed rozpoczęciem naświetlania przesuń gałkę oczną, pociągając za jedwabne szwy w kierunku przeciwnym do ćwiartki, która ma zostać poddana zabiegowi, i nanieś roztwór fotouczulacz na strefę naświetlania. Następnie, używając wykonanego na zamówienie światłowodu, naświetlaj wybrany obszar przez 200 sekund, aplikując roztwór fotouczulacz na tę strefę co 20 sekund.
Po napromieniowaniu wszystkich czterech kwadrantów, przytnąć brzegi powiek nożyczkami. Następnie, użyć czterech nici z plecionego jedwabiu w kolorze kości słoniowej o rozmiarze zero, aby delikatnie zaszyć górne i dolne powieki. Nanieść niewielką ilość maści okulistycznej na brzegi powiek i umieścić królika pod lampą grzewczą.
Gdy zwierzę całkowicie powróci do zdrowia, umieść je w czystej klatce z nową ściółką. Pięćdziesiąt pięć dni po usieciowaniu, użyj chirurgicznych nożyczek okulistycznych, aby usunąć tarsorafię. Następnie wykonaj trzy pomiary długości osiowej każdego oka, tak jak przed chwilą zaprezentowano.
U zwierząt, u których wykonano sieciowanie twardówki oraz tarsorrafię, średnia długość osiowa zmniejszyła się po zaszyciu powiek w porównaniu z okiem nieoperowanym. Natomiast u zwierząt, u których wykonano jedynie peritomię i tarsorrafię, średnia długość osiowa w oku badanym wzrosła. Rzeczywiście, w oczach poddanych sieciowaniu twardówki odnotowano ogólnie mniejszy wzrost długości osiowej w porównaniu z oczami, w których wykonano wyłącznie peritomię.
Różnica między grupami w średniej długości osiowej oczu, które nie zostały poddane operacji, nie była istotna statystycznie. Podczas wykonywania tej procedury należy pamiętać o wcześniejszym przygotowaniu całego niezbędnego sprzętu. Po opracowaniu technika ta utorowała drogę badaczom w dziedzinie krótkowzroczności, którzy analizowali wpływ ryboflawiny i promieniowania UVA na siatkówkę, naczyniówkę i twardówkę.
Po obejrzeniu tego filmu powinni Państwo posiadać dobrą wiedzę na temat wizualizacji konkretnych obszarów twardówki oraz stosowania ukierunkowanych zabiegów naświetlania promieniowaniem UVA. Należy pamiętać, że przeprowadzanie operacji na tak małych oczach z delikatnymi mięśniami prostymi może być niezwykle trudne, a proces nauki dążący do perfekcji w opanowaniu tej techniki wymaga czasu i cierpliwości. Znaczenie tej metody wykracza poza sam zabieg, przyczyniając się do zapobiegania powikłaniom wynikającym z krótkowzroczności patologicznej.
Choć metoda ta może dostarczyć wiedzy na temat zapobiegania krótkowzroczności osiowej, może ona zostać zastosowana również w innych stanach, takich jak cienkie obszary twardówki.
Wyświetl pełny transkrypt i uzyskaj dostęp do tysięcy filmów naukowych
Przegląd
Niniejsze badanie analizuje efekty sieciowania twardówki przy użyciu ryboflawiny i promieniowania UVA w celu wywołania krótkowzroczności osiowej w modelu królika. Procedura ma na celu pogłębienie wiedzy na temat technik sieciowania twardówki oraz ich zastosowania w badaniach okulistycznych.
Kluczowe komponenty badania
Dziedzina nauki
- Oftalmologia
- Chirurgia eksperymentalna
- Badania nad krótkowzrocznością
Wstęp
- Krótkowzroczność osiowa stanowi istotny problem wzrokowy.
- Kroslink twardówki jest potencjalną metodą leczenia.
- W tej technice wykorzystuje się ryboflawinę oraz promieniowanie UVA.
- Zrozumienie wpływu tej metody na obszary twardówki jest kluczowe dla rozwoju leczenia.
Cel badania
- Obserwacja wpływu sieciowania twardówki na wydłużenie osiowe.
- Zbadanie zastosowania promieniowania UVA w ukierunkowanych obszarach twardówki.
- Wniesienie wkładu do bazy wiedzy w dziedzinie leczenia krótkowzroczności.
Zastosowane metody
- Indukcja wydłużenia osiowego u 13-dniowych królików nowozelandzkich.
- Zastosowanie tarsorrafii w prawym oku.
- Wykorzystanie ryboflawiny i promieniowania UVA podczas procedury.
- Monitorowanie odruchu bólowego i podawanie znieczulenia.
Główne wyniki
- Wykazano wpływ sieciowania twardówki na wydłużenie gałki ocznej.
- Przedstawiono szczegółowe informacje dotyczące zastosowania promieniowania UVA.
- Podkreślono zalety zastosowanej techniki chirurgicznej.
- Wniesiono wkład w zrozumienie dostępnych opcji leczenia krótkowzroczności.
Wnioski
- Scleral cross-linking rokuje nadzieje w leczeniu krótkowzroczności.
- Dalsze badania są niezbędne w celu optymalizacji technik.
- Wyniki mogą wpłynąć na przyszłe strategie leczenia okulistycznego.
Najczęściej zadawane pytania
Znaczenie dla przemysłu
Scleralny cross-linking z wykorzystaniem ryboflawiny i promieniowania UVA stanowi mechanistyczne podejście do modulowania przebudowy macierzy pozakomórkowej w tkankach oka, oferując model przedkliniczny do oceny interwencji przeciwkrótkowzrocznościowych. Technika ta umożliwia walidację celów biomechaniki twardówki w szlakach elongacji osiowej, wspierając redukcję ryzyka strategii terapeutycznych przed kosztownym przejściem do fazy klinicznej. Poprzez wykazanie zahamowania indukowanego okluzją wzrostu osiowego w modelu królika, metoda ta zapewnia pewność prognostyczną w zakresie angażowania celów specyficznych dla danego szlaku w profilaktyce krótkowzroczności.
Strategiczne zastosowania w badaniach i rozwoju biofarmaceutycznym
Wczesna faza odkrywania i walidacja celu
- Wartość naukowa: Badanie związku przyczynowo-skutkowego między sztywnością twardówki a progresją krótkowzroczności osiowej poprzez bezpośrednią modulację biomechaniczną.
- Wartość operacyjna: Umożliwia standaryzowaną indukcję i supresję wydłużenia osiowego w celu przeprowadzenia powtarzalnych testów oddziaływania na cel molekularny.
- Wartość prognostyczna: Wspiera podejmowanie decyzji o kontynuacji lub przerwaniu badań nad związkami celowanymi w twardówkę poprzez kwantyfikację efektów w zakresie wydłużania gałki ocznej.
Przesiew i opracowywanie testów
- Wartość naukowa: Ustanawia mierzalny odczyt fenotypowy (długość osiowa za pomocą ultradźwiękowego badania A-scan) do przesiewu związków w modelach krótkowzroczności.
- Wartość operacyjna: Zapewnia standaryzowany protokół chirurgiczny i napromieniowania w celu zagwarantowania powtarzalności testu pomiędzy laboratoriami.
- Skalowalność: Ułatwia przygotowanie zwalidowanych systemów twardówki do wysokoprzepustowej oceny czynników sieciujących.
Badania translacyjne i przedkliniczne
- Wartość naukowa: Wykazuje istotność w kontekście choroby poprzez zapobieganie patologicznemu wydłużeniu osiowemu w klinicznie istotnym modelu krótkowzroczności.
- Wartość operacyjna: Umożliwia podłużne monitorowanie wyników strukturalnych w celu wsparcia profilowania skuteczności i bezpieczeństwa w badaniach przedklinicznych.
- Ciągłość translacyjna: Łączy walidację celu z badaniami przedklinicznymi poprzez potwierdzenie efektu mechanistycznego w przebudowie twardówki.
Integracja potoku i przepływu pracy
Metoda ta wpisuje się w kontinuum odkrywania leków — od testowania hipotez dotyczących celu terapeutycznego po optymalizację związku wiodącego — zapewniając system istotny z punktu widzenia choroby do oceny czynników modulujących twardówkę przed badaniami umożliwiającymi złożenie wniosku o IND.
- Biologia odkrywcza: Testowanie hipotez dotyczących biomechaniki twardówki jako czynnika napędzającego wydłużenie osiowe, umożliwiające mechanistyczną redukcję ryzyka w odniesieniu do celów terapeutycznych.
- Przesiewanie: Dostarczanie ilościowych pomiarów długości osiowej w celu uszeregowania wpływu związków na progresję krótkowzroczności.
- Analityka: Generowanie podłużnych danych wymiarowych w celu wsparcia statystycznego porównania grup leczonych i kontrolnych.
- Badania translacyjne: Łączenie oddziaływania na cel z efektami strukturalnymi, co wspiera decyzje o rozwoju projektu w oparciu o biomarkery.
- Ponowne wykorzystanie w przedsiębiorstwie: Ustanowienie wielokrotnego wykorzystania platformy przedklinicznej do iteracyjnego testowania formulacji sieciujących oraz schematów dawkowania.
Wpływ operacyjny i przedsiębiorczy
- Wartość naukowa: Redukuje niejednoznaczność mechanistyczną w krótkowzroczności zależnej od twardówki poprzez izolację wpływu sieciowania na wzrost osiowy.
- Wartość operacyjna: Standaryzuje złożoną procedurę mikrochirurgiczną i napromieniowania w celu zapewnienia spójnej realizacji przez różne zespoły.
- Wartość strategiczna: Poprawia efektywność kapitałową poprzez wczesne odfiltrowanie nieskutecznych celów w obrębie twardówki na etapie odkryć.
- Wpływ na portfolio: Umożliwia priorytetyzację terapii krótkowzroczności z uwzględnieniem ryzyka w oparciu o zwalidowaną modulację celu.
Uwagi dotyczące wdrożenia
- Wymaga wiedzy specjalistycznej w zakresie mikrochirurgii, instrumentarium okulistycznego oraz protokołów bezpieczeństwa związanych z promieniowaniem UVA.
- Zależność od specjalistycznego sprzętu, w tym systemów światłowodowych do podawania UVA oraz biometrii ultradźwiękowej.
- Konieczność standaryzacji dawki napromieniowania, stężenia ryboflawiny oraz technik szycia we wszystkich ośrodkach.
- Uwzględnienie kwestii adaptacji do różnych gatunków, wieku oraz grubości twardówki przy wyborze modelu.
- Ograniczenie wynikające z trudności technicznych związanych z przeprowadzaniem procedur na oczach noworodków królików o delikatnej strukturze mięśniowej.
