Интравитреальные инъекции проводились в овечий глаз с целью доставки вирусно-опосредованной генной терапии к сетчатке.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
Интравитреальные инъекции проводились в овечий глаз с целью доставки вирусно-опосредованной генной терапии к сетчатке.
Существует несколько методов доставки терапевтических средств к сетчатке, включая интравитреальное (IVT), субретинальное, супрахориоидальное, периокулярное или местное введение. Доставка препарата IVT включает инъекцию в стекловидное тело глаза, желатиновое вещество, которое заполняет заднюю камеру глаза и поддерживает форму глазного шара. Хотя путь IVT менее специфичен, чем субретинальная доставка, он гораздо менее инвазивный и широко используется в клинических условиях для ряда глазных заболеваний.
Ранее мы продемонстрировали эффективность интравитреальной доставки продукта генной терапии, опосредованного аденоассоциированным вирусом (AAV) (AAV9. CLN5) у овец с естественной формой CLN5 нейронального цероидного липофусциноза (NCL). Пораженные овцы получали генную терапию IVT в одном глазу, а другой необработанный глаз служил внутренним контролем. Структура и функция сетчатки сохранялись в обработанном глазу в течение 15 месяцев после лечения, в то время как необработанный глаз демонстрировал прогрессирующее снижение функции и тяжелую атрофию во время патологоанатомического исследования. Основываясь на исследованиях на овцах, продукт генной терапии CLN5 был одобрен в качестве кандидата в исследуемые новые препараты (IND) Управлением по контролю за продуктами и лекарствами США в сентябре 2021 года. В этой статье подробно описывается хирургический протокол доставки IVT терапевтического вирусного вектора в овечий глаз.
Несколько методов могут быть использованы для доставки терапевтических агентов к сетчатке, включая интравитреальное (IVT), субретинальное, супрахороидальное, периокулярное или местное введение. Каждый путь введения включает преодоление барьеров, таких как барьер крови-сетчатки или внутренняя и внешняя ограничивающие мембраны, и имеет различные показатели эффективности в зависимости от доставляемого препарата и конкретной мишенисетчатки 1,2.
Доставка препарата IVT включает инъекцию в стекловидное тело глаза, студенистое вещество, которое занимает заднюю камеру глаза. Основная функция стекловидного тела заключается в поддержании формы глазного шара и удержании глазных тканей, таких как хрусталик и сетчатка, на месте. Стекловидное тело состоит в основном из воды, с небольшим количеством коллагена, гиалуроновой кислоты и других неколлагеновых белков3. Инъекция IVT является простой и распространенной процедурой, обычно используемой для лечения широкого спектра глазных состояний, включая возрастную макулярную дегенерацию, диабетический макулярный отек, диабетическую ретинопатию, окклюзию вен сетчатки и несколько наследственных дистрофий сетчатки 4,5.
Нейрональные цероидные липофусцинозы (NCL; Болезнь Баттена) представляют собой группу смертельных лизосомальных заболеваний хранения, которые вызывают тяжелую дегенерацию мозга и сетчатки. В настоящее время известно 13 вариантов NCL, возникающих в результате мутаций в различных генах (CLN1-8, CLN10-14), которые преимущественно поражают детей, но имеют различный возраст начала и тяжесть заболевания6. НКЛ имеют общие прогрессирующие симптомы, включая когнитивное и двигательное снижение, судороги и потерю зрения. Не существует лекарства от NCL; тем не менее, ферментозаместительная терапия, направленная на мозг, в настоящее время находится в клинических испытаниях для болезни CLN2 7,8, а генная терапия, опосредованная AAV, показала большие перспективы в доклинических исследованиях, а клиническое испытание генной терапии CLN5, как ожидается, начнется в 2022 году 9,10.
Многие другие виды развивают естественные формы NCL, включая кошек, собак, овец и коров. Две модели NCL овец в настоящее время активно изучаются в Новой Зеландии: модель болезни CLN5 у овец Бордердейла и модель болезни CLN6 у овец Южного Гемпшира. Пораженные овцы проявляют многие клинические и патологические особенности заболевания человека, включая атрофию сетчатки и потерю зрения10,11. Хотя генная терапия CLN5, направленная на мозг, у овец с болезнью CLN5 может предотвратить или остановить атрофию мозга и клиническое снижение, обработанные овцы все еще теряют зрение9. Это подчеркнуло необходимость лечения сетчатки для сохранения зрения и поддержания лучшего качества жизни, что привело к созданию протокола для глазной генной терапии у овец.
Овечий глаз представляет собой хорошую модель человеческого глаза из-за его сходства в размерах глазного шара, объеме стекловидного тела иструктуре сетчатки 10,12,13. В этой статье подробно описывается хирургический протокол доставки IVT небольшого объема (≤100 мкл) терапевтического вирусного вектора в овечий глаз.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Все экспериментальные протоколы были одобрены комитетом по этике животных Университета Линкольна и соответствуют руководящим принципам Национального института здравоохранения США по уходу и использованию животных в исследованиях и Закону о благополучии животных Новой Зеландии (1999). Овцы Бордердейл были диагностированы при рождении14 лет и содержались на исследовательских фермах Университета Линкольна. Три 3-месячных гомозиготных (CLN5-/-) овца получили одну инъекцию IVT в левый глаз, причем необработанный правый глаз действовал как внутренний контроль. Данные электроретинографии и патологии сравнивались с историческими здоровыми и пораженными контрольными данными. Вирусный вектор, использованный в этом исследовании, представлял собой самокомплементарный аденоассоциированный вирус серотипа 9, содержащий промотор бета-действия курицы (CBh) и оптимизированную для кодона овец CLN5 (scAAV9/CBh-oCLN5opt). Вирусный вектор был предоставлен Университетом Северной Каролины Vector Core, NC, США.
1. Предоперационная работа

Рисунок 1: Комплект для интравитреальной хирургии. Инструменты, необходимые для операции IVT, включают (1) зеркало для удержания век открытыми и (2) пару изогнутых щипцов для захвата бульбарной конъюнктивы и вращения глаза. (3) Гемостат прямого носа также включен в качестве альтернативного инструмента для захвата бульбарной конъюнктивы и удержания глаза на месте, если он откатился обратно на глазную орбиту. Этот набор автоклавируется перед операцией. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
2. Хирургическая процедура
| Сознательный | Под наркозом | Рекомендуемая критическая точка вмешательства | |
| Частота сердечных сокращений (уд/мин) | от 50-80 (отдых) до 280 (активный) | 50-80 | <50, >100 |
| Частота дыхания (вдох/мин) | 15-40 (отдых) до 350 (перегрев) | 10-30 | <8, >40 |
| Насыщение кислородом (мм рт.ст.) | 95-100 | 98-100 | <90 |
| Конечный прилив CO2 (мм рт.ст.) | 35-45 | 35-45 | >55 |
| Температура тела (°C) | 38.5-39.5 | 38.5-39.5 | <36, >40 |
Таблица 1: Физиологические значения параметров, подлежащих мониторингу у обезболенных овец.
3. Вирусная подготовка
4. Вирусное введение

Рисунок 2: Вентромедиальное вращение глазного шара. (А) Захватите бульбарную конъюнктиву с незубчатыми щипцами и (Б) вращайте вентромедиально (т.е. вниз и к морде), чтобы обнажить дорсолатеральную поверхность глаза для инъекции. Сокращения: V = вентральный, D = дорсальный, M = медиальный, L = латеральный. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.

Рисунок 3: Расположение и глубина впрыска. Игла вводится в дорсолатеральный аспект глазного шара, а в глаз вводится вся длина ствола иглы (0,5 дюйма / 12,7 мм). Обратите внимание на угол иглы к задней части глаза, чтобы избежать хрусталика и сделать инъекцию как можно ближе к сетчатке. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
5. Послеоперационное лечение
6. Оценка эффективности in vivo
7. Посмертный анализ тканей
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Эффективность доставки IVT вектора генной терапии CLN5 в ослаблении дисфункции и дегенерации сетчатки у овец с CLN5 NCL ранее была продемонстрирована этой исследовательской группой15. Пораженные овцы получали одну инъекцию 100 мкл IVT CLN5, упакованную в вектор AAV серотипа 9 (AAV9) (AAV9). CLN5) в один глаз, при этом контралатеральный глаз служит необработанным внутренним контролем. Зрение оценивали ежемесячно с возраста при инъекции (3 месяца) до терминальной стадии заболевания (18 месяцев). Пос...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Интравитреальные инъекции являются одной из наиболее распространенных хирургических процедур в офтальмологии человека и доказали свою эффективность в доставке AAV-опосредованной генной терапии к сетчатке овец. Ранее мы продемонстрировали эффективность AAV9. Генная терапия CLN5 проводилась интравитреально при ослаблении дисфункции и дегенерации сетчатки у овец с помощью CLN5 NCL15. Есть надежда, что перевод этого пути введения пациентам с НКЛ также окажется полезным.
Про...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
У авторов нет конфликта интересов для раскрытия.
Авторы хотели бы поблагодарить доктора Стива Хипа (BVSc, CertVOphthal) за его помощь в установлении этого протокола и выполнении инъекций, описанных Murray et al.15. Авторы также признают финансирование со стороны CureKids New Zealand, Кентерберийского фонда медицинских исследований, Neurogene Inc и Ассоциации поддержки и исследований болезни Баттена.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| 1 мл Безопасный шприц с низким мертвым пространством и постоянно прикрепленной 0,5-дюймовой иглой | Fisher Scientific, Окленд, Новая Зеландия | 05-561-28 | Covidien Monoject Tuberculin Safety шприц или аналогичный |
| 1,5 мл микроцентрифужная пробирка | Sigma Aldrich | HS4323 | Автоклав пробирки для стерилизации перед использованием |
| Анестезиологический аппарат с газовой скамьей и монитором | Hyvet Anesthesia, Крайстчерч, Новая Зеландия | ||
| Антибиотик глазные капли | Teva Pharma Ltd, Окленд, Новая Зеландия | Коммерческое название: Chlorafast (0,5% хлорамфеникол) | |
| BrightMount plus антивыцветающая монтажная среда | Abcam, Кембридж, Великобритания | ab103748 | |
| DAPI (4′ ,6-диамидино-2-фенилиндола дигидрохлорид) | Sigma Aldrich, Сент-Луис, Миссури, США | 10236276001 | |
| Диазепам седативное средство | Ilium, Troy Laboratories Pty Ltd, Тауранга, Новая Зеландия | 5 мг/мл | |
| Эндотрахеальные трубки | Flexicare Medical Ltd, Mountain Ash, United | Kingdom Standard, с манжетой. Размеры 7, 7,5 или 8 в зависимости от размера овцы | |
| Глазное зеркало | Capes Medical Ltd, Тауранга, Новая Зеландия | KP151/14 | Nopa Barraquer-Colibri (10 мм) |
| Фенестрированная хирургическая простыня | Amtech Medical Ltd, Уонгануи, Новая Зеландия | DI583 | Или аналогичная |
| Фильтрующие наконечники | Interlab, Окленд, Новая Зеландия | 10, 200 и 1,000 &микро; Л | |
| Раствор формальдегида (37%) | Fisher Scientific, Окленд, Новая Зеландия | AJA809-2.5PL | Составляйте до 10% в дистиллированной воде с 0.9% |
| NaCl Goat anti-rabbit Alexa Fluor 594 | Invitrogen Carlsbad, CA, США | A-11012 | Применение в разведении 1:500 |
| Изофлурана анестетик | Attane, Bayer Animal Health, Окленд, Новая Зеландия | ||
| Кетамин HCl анестетик/анальгетик | PhoenixPharm Distributors Ltd, Окленд, Новая Зеландия | 100 мг/мл | |
| Ларингоскоп (ветеринарный) | KaWe Medical, Дания | Miller C лезвие, размер 2 | |
| иглы | Capes Medical Ltd, Тауранга, Новая Зеландия | 302025 | BD Иглы для подкожных инъекций, или аналогичные |
| нестероидные противовоспалительные | Boehringer Ingelheim (NZ) Ltd, Окленд, Новая Зеландия | 49402/008 | Коммерческое название: Metacam 20 (20 мг/мл мелоксикам) |
| Беззубчатые щипцы | Capes Medical Ltd, Тауранга, Новая Зеландия | AB864/16 | Или аналогичные |
| Беззубчатый гемостат | Capes Medical Ltd, Тауранга, Новая Зеландия | AA150/12 | Или аналогичный |
| Нормальная козья сыворотка | Thermo Fisher Scientific, Крайстчерч, Новая Зеландия | 16210072 | |
| кислород (медицинский) | BOC Gas, Крайстчерч, Новая Зеландия | D2 баллон, код газа 180 | |
| Фосфат буферизированный солевой раствор | Thermo Fisher Scientific, Крайстчерч, Новая Зеландия | 10010023 | Стерильный, фильтрованный |
| раствор повидона-йода | Capes Medical Ltd, Тауранга, Новая Зеландия | 005835 | Коммерческое название: Бетадин (10% повидон-йод) |
| Кролик против коровьего глиального фибриллярного кислого белка (GFAP) | Dako, Glostrup, Дания | Z0334 | Использование в разведении 1:2,500 |
| Самокомплементарный аденоассоциированный вирус серотипа 9, содержащий промотор бета-действия курицы (CBh) и оптимизированный для кодонов овец CLN5 | Университет Северной Каролины Вектор Кор, Северная Каролина, США. | scAAV9/CBh-oCLN5opt | |
| Sodium Chloride 0,9% раствор для внутривенного введения | Capes Medical Ltd, Тауранга, Новая Зеландия | AHB1322 | Коммерческое название: Солевой раствор |
| Подкожные антибиотики | Intervet Schering Plough Animal Health Ltd, Веллингтон, Новая Зеландия | Коммерческое название: Duplocillin LA (150 000 МЕ/мл прокаинового пенициллина и 115 000 МЕ/мл бензатин пенициллина) | |
| Хирургические острые тупые изогнутые ножницы | Capes Medical Ltd, Тауранга, Новая Зеландия | SSSHBLC130 | |
| Terumo Syringe Luer Lock | Amtech Medical Ltd, Whanganui, Новая Зеландия | SH159/SH160 | Стерильные шприцы; 10 мл для приготовления индукционных препаратов, 20 мл для приготовления физиологического раствора |
| Virkon Disinfectant Powder | EBOS Group Ltd, Крайстчерч, Новая Зеландия | 28461115 |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.