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Research Article
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Erratum Notice
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Retraction Notice
The article Assisted Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology. View Retraction Notice
Aqui demostramos vários testes in vivo (flash visual evocado potencial, eletroretinograma padrão e tomografia de coerência óptica) em cabra e macaque rhesus para entender a estrutura e função do nervo óptico e seus neurônios.
O nervo óptico coleta sinais de axônios das células gânglios da retina e transmite sinal visual para o cérebro. Grandes modelos animais de lesão do nervo óptico são essenciais para traduzir novas estratégias terapêuticas desde modelos de roedores até aplicação clínica devido às suas semelhanças mais próximas com os humanos em tamanho e anatomia. Aqui descrevemos alguns métodos in vivo para avaliar a função e estrutura das células gânglios da retina (RGCs) e nervo óptico (ON) em animais de grande porte, incluindo potencial visual evocado (VEP), eletroretinograma padrão (PERG) e tomografia de coerência óptica (OUT). Tanto o primata de cabra quanto o não-humano foram empregados neste estudo. Ao apresentar esses métodos in vivo passo a passo, esperamos aumentar a reprodutibilidade experimental entre diferentes laboratórios e facilitar o uso de grandes modelos animais de neuropatias ópticas.
O nervo óptico (ON), que consiste em axônios das células gânglios da retina (RGC), transmite sinal visual da retina para o cérebro. Doenças on, como glaucoma, neuropatia óptica traumática ou isquêmica, muitas vezes causaram degeneração irreversível on/RGC e perda visual devastadora. Embora existam atualmente muitos avanços na regeneração ON e na proteção do RGC em modelos de roedores1,2,3,4,5,6, os tratamentos clínicos para a maioria das doenças ON permaneceram essencialmente os mesmos ao longo do último meio século com resultados insatisfatórios7,8 . Para preencher a lacuna entre a pesquisa básica e a prática clínica, estudos translacionais utilizando um grande modelo animal de doenças ON são muitas vezes necessários e benéficos devido à sua semelhança anatômica mais próxima com os humanos do que os modelos de roedores.
Os macaques de cabra e rhesus são duas grandes espécies animais usadas em nosso laboratório para modelar a doença ON humana. O tamanho do globo ocular de uma cabra, ON, e a estrutura adjacente (cavidade orbital e nasal, base do crânio, etc.) é semelhante ao de um humano baseado na tomografia do crânio 9. Como tal, o modelo de cabra oferece uma oportunidade de avaliar e refinar dispositivos terapêuticos ou procedimentos cirúrgicos antes do uso em humanos. O macaque rhesus, como primata não humano (NHP), tem um sistema visual único semelhante ao humano que não existe em outras espécies10,11. Além disso, as respostas fisiopatológicas a lesões e tratamentos em NHP são muito semelhantes às dos seres humanos12.
Testes in vivo para avaliar a estrutura e função on e RGC longitudinalmente são importantes em grandes estudos em animais. O eletroretinograma padrão (PERG) tem sido usado para avaliar a função RGC. O potencial evocado visual flash (FVEP) reflete a integridade da via retino-geniculo-cortical no sistema visual. Assim, o PERG combinado com o FVEP pode refletir a função ON9,13,14 . A tomografia de coerência óptica da retina (OCT) pode mostrar a estrutura da retina com alta resolução temporal e espacial, o que permite a medição da espessura do complexo gânglio da retina (GCC)9,15. Para exames eletrofisiológicos neste estudo, o monitoramento de sinais vitais (taxa de calor, taxa de quebra, pressão arterial) e nível de saturação de oxigênio (SpO2) antes dos testes são cruciais, pois esses parâmetros têm impactos potentes no fluxo sanguíneo ocular e, portanto, na função do sistema visual. No entanto, não monitoramos os sinais vitais ao realizar imagens de retina OCT por uma questão de simplicidade. De acordo com nosso estudo anterior9, a espessura do GCC medida pela imagem da retina OCT é bastante estável, com coeficiente inter-sessão de variação próximo a 3%. Estes testes in vivo em cabra e rhesus macaque foram descritos em detalhes em nosso estudo anterior9. Aqui apresentamos esses métodos para ajudar a aumentar a transparência experimental e a reprodutibilidade.
Os experimentos foram realizados estritamente de acordo com as diretrizes da ARRIVE e o guia dos Institutos Nacionais de Saúde para o cuidado e uso de animais de laboratório, e seguem os protocolos aprovados pelo Comitê Institucional de Cuidados e Uso de Animais na Universidade Médica de Wenzhou (WMU) e pelo Laboratório Joinn (Suzhou). As cabras Saanen machos, com idades entre 4 e 6 meses com peso de 19 a 23 kg, estavam alojadas na instalação de animais da OMH. Os macaques Rhesus machos, com idades entre 5 e 6 anos com peso de 5 a 7 kg, estavam alojados na instalação de animais de Joinn. Todos os animais foram mantidos em uma sala climatizado com temperatura controlada (21 ± 2 °C) sob um ciclo escuro de 12 h/12h com ad libitum alimentar.
1. Flash visual evocou potencial (FVEP) em cabra
2. PVEP em rhesus macaque
NOTA: Os VEPs padrão podem ser obtidos em macaques9 rhesus e são mais estáveis que o Flash VEP em amplitude e tempo implícito17. Assim, o PVEP foi utilizado para detectar a integridade da via retino-geniculo-cortical em primatas não humanos.
3. Padrão ERG (PERG) em cabra
NOTA: No estudo anterior, não foi observado nenhum crosstalk interocular de sinal PERG em cabras, de modo que as respostas PERG podem ser registradas simultaneamente a partir de ambos os olhos9.
4. PERG em rhesus macaque
NOTA: Não está claro se há um crosstalk interocular de sinal PERG em rhesus macaque, portanto, as respostas PERG de ambos os olhos são registradas separadamente.
5. OCT em cabra
6. OUT em rhesus macaque
Figura 1A mostra resultados representativos da FVEP em cabra. Embora as formas de onda na mesma intensidade flash tenham relativa semelhança, ainda recomendamos examinar as formas de onda duas vezes. Ondas eletromagnéticas geradas por dispositivos eletrônicos interferirão com os sinais elétricos coletados, resultando em alto ruído de linha de base e baixa repetibilidade da forma de onda. Portanto, recomenda-se garantir que não haja dispositivos eletrônicos redundantes conectados ao ambiente circundante durante o exame eletrofisiológico para evitar tal interferência, e recomenda-se repetir pelo menos duas medidas para determinar a estabilidade e a repetibilidade dos resultados experimentais. Ao remendar os dois olhos, as formas de onda são totalmente planas em ambos os olhos, o que mostra que as formas de onda estão certamente gerando a partir de nosso estímulo flash. A Figura 1B mostra resultados representativos de PERG em cabra. Devido à sua estabilidade e alto sinal, adquirimos forma de onda confiável apenas por uma medição de tempo em cada frequência espacial. À medida que a frequência espacial aumenta, o tamanho do tabuleiro de xadrez gradualmente excederá o reconhecimento dos olhos da cabra. Então podemos ver que a 12,7 cpd, a forma de onda PVEP caiu muito. Análogo ao FVEP, a forma de onda desaparece quando fechamos a tela. A Figura 1C mostra resultados representativos de PVEP em rhesus macaque. Repetimos a medição duas vezes em cada frequência espacial. À medida que a frequência espacial aumenta, a amplitude diminuirá. Isso se deve ao fato de que a frequência espacial excede a percepção do olho. A Figura 1D mostra resultados representativos de PERG em rhesus macaque. A razão pela qual a amplitude diminui com a frequência espacial é a mesma descrita acima. Ao analisar esses dados, você pode optar por analisar a amplitude entre os picos e cochos ou o tempo de latência dos picos ou cochos como as estatísticas.
A Figura 2 mostra os resultados representativos de OUTUBRO em cabra. A imagem mais à esquerda mostra uma foto de fundus tirada por câmera infravermelha. Firmemente à direita está um tomograma da retina, mostrando a espessura geral da retina ao redor do ONH e a espessura de cada camada. Como mostrado na imagem, podemos ver claramente que as cabras têm vasos sanguíneos de retina maiores que os macacos. Os discos verdes da extrema direita são uma análise quantitativa da espessura do GCC em torno do ONH. G significa geral, T significa lado temporal, N significa lado nasal, S significa superior, e eu defendo inferior. A fonte preta representa o valor de medição da espessura do GCC em micrômetros, e o verde é o valor de medição de referência clínica para humano, não como referência para este experimento.

Figura 1: Formas de onda eletrofisiológica representativas em macaques de cabra e rhesus. (A) O representante FVEP forma em diferentes intensidades de luz de uma cabra individual na mesma sessão anestésico. (B,D) As formas de onda PERG representativas em diferentes frequências espaciais de uma cabra individual (B) ou rhesus macaque (D) dentro da mesma sessão anestésico. (C) As formas de onda PVEP representativas em diferentes frequências espaciais de um macaque rhesus individual na mesma sessão anestésica. O tempo implícito típico de cada forma de onda é mencionado na seção Protocolo. n = 1 assunto para cada teste. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 2: Resultados de OUTUBRO. Imagens retinárias representativas ao redor da cabeça do nervo óptico (painel esquerdo) e da espessura do GCC em diferentes regiões peripapillary (painel direito) em cabra (A) e rhesus macaque (B). n = 1 assunto para cada teste. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Os autores não têm conflitos de interesse para divulgar.
Aqui demostramos vários testes in vivo (flash visual evocado potencial, eletroretinograma padrão e tomografia de coerência óptica) em cabra e macaque rhesus para entender a estrutura e função do nervo óptico e seus neurônios.
Este estudo foi financiado pelas seguintes bolsas: National Key P&D Program of China (2021YFA1101200); Projeto de Pesquisa Médica de Wenzhou (Y20170188), Programa Nacional de P&D da China (2016YFC1101200); Fundação Nacional de Ciências Naturais da China (81770926;81800842); Principal Programa de P&D da província de Zhejiang (2018C03G2090634); e Programa de P&D chave do Wenzhou Eye Hospital (YNZD1201902). O patrocinador ou organização de financiamento não teve papel no projeto ou condução desta pesquisa.
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