Доставка терапевтических препаратов к сетчатке и зрительному нерву невероятно сложна из-за сложной анатомии глаза1,2, в частности, из-за наличия гематематического барьера (BRB)3,4,5. BRB служит для защиты сетчатки от инвазии системного кровообращения, но является сложным противником терапевтического введения, поскольку системное терапевтическое кровообращение часто блокируется BRB 6,7. Небольшие липофильные молекулы могут легко диффундировать через BRB, но более крупным и гидрофильным молекулам труднее получить доступ к сетчатке. Интравитреальные (IVI) и ретробульбарные (RBI) инъекции позволяют доставлять лекарства в ткани глаза, преодолевая ограничения, налагаемые BRB. ИВН служит многообещающим компромиссом путем введения терапевтических средств во внутреннюю среду глаза 8,9. Этот метод требует, чтобы препарат проникал через стекловидное тело, таким образом, обходя BRB, и диффундировал через сетчатку и сосудистую оболочку, чтобы достичь зрительного нерва7. RBI выводится за глаз в ретробульбарное пространство10. Терапевтические препараты могут доставляться путем диффузии через ткани и железы в ретробульбарном пространстве, воздействуя на зрительный нерв и окружающие структуры, не попадая непосредственно в сетчатку, которая поддерживает целостность BRB. Доставляя лекарственные препараты прямо или косвенно в глаз, как интравитреальные, так и ретробульбарные инъекции позволяют достичь более высоких местных концентраций терапевтического препарата, что повышает его эффективность по сравнению с местным или системным введением (пероральным или внутривенным)2. Это особенно важно для лечения, требующего быстрых действий или высокой потенции, как это наблюдается при многих глазных заболеваниях. Адресная доставка также ограничивает воздействие препарата на остальную часть организма, что снижает риск побочных эффектов и помогает свести к минимуму потенциальные побочные эффекты, которые могут возникнуть при местном введении лекарственных препаратов местно, перорально иливнутривенно.
Другие периокулярные инъекции, такие как субконъюнктивальная, задняя субтенонная и субретинальная, имеют свои преимущества и ограничения 2,5. Было замечено, что задние субтенонные инъекции доставляют высокие концентрации препарата в ткани глаза; Однако субтенонная инъекция находится ближе к склеральной, чем к орбитальной сосудистой 5,12. В отличие от этого, RBI помещает терапевтическое вещество ближе к зрительному нерву, чем к заднему субтенону или субконъюнктивальному13. Это может означать, что патологии зрительного нерва отдают предпочтение терапии, доставляемой RBI, по сравнению с другими типами периокулярных инъекций. Инъекции задних субтенонов сопряжены с рисками, включая косоглазие, гифему и повышенное внутриглазное давление5. Повышенное внутриглазное давление также является зарегистрированным фактором риска при внутривенных инъекциях, субконъюнктивальных и субретинальных инъекциях2. Эти типы инъекций часто требуют повторного дозирования для достижения желаемого терапевтического эффекта2. Другие факторы риска, связанные с субретинальными инъекциями, субконъюнктивальными инъекциями и внутривенными инъекциями, включают образование катаракты, кровоизлияние в сетчатку, отслоение сетчатки и воспаление2. Эти внутривенные инъекции, субретинальные инъекции и субконъюнктивальные инъекции являются более инвазивными, чем инъекции RBI, поскольку эти инъекции являются внутриглазными2. RBI можно считать менее инвазивным, поскольку он помещает терапевтическое вещество в ретробульбарное пространство, не вводя иглу непосредственно в глазную область. Другие, менее инвазивные терапевтические стратегии доставки, такие как местное введение, не обеспечивают достаточной доставки лекарства, при этом менее 5% препарата задерживается на поверхности глаза.
IVI является важным методом в доклинических моделях, который используется из-за его способности доставлять терапевтические агенты непосредственно в задний сегмент глаза. IVI доставляет препарат непосредственно в стекловидное тело, что делает его предпочтительным методом доставки для локализованного лечения14. Методика IVI позволяет терапевтически обходить гемато-ретинальный барьер, который является распространенным препятствием для проникновения препарата в сетчатку14. IVI создает возможность воспаления и повреждения глазных структур, поэтомунеобходимо тщательно соблюдать процедуру. Чтобы свести к минимуму отслойку сетчатки и образование катаракты, Chiu et al. описывают подход IVI, который подчеркивает введение и инъекцию скоса под углом 45 градусов на уровне par plana, избегая хрусталика, сетчатки, глазных мышц и сосудов15. В этой технике игла 30 G вводится в склеру носа для терапевтической доставки15. IVI по-прежнему связан с рисками из-за его инвазивного характера. Потенциальные риски включают отслойку сетчатки, образование катаракты, эндофтальмит или кровоизлияние16. Инвазивный характер методов ВВИ также повышает внутриглазное давление, как было показано в эксперименте на свиных глазах, проведенном Ikjong Park et al.16. Исследование показывает изменения внутриглазного давления на разных этапах введения иглы и введения жидкости. Они сообщают о существенных изменениях внутриглазного давления во время процедуры16.
RBI были успешно использованы в предыдущих исследованиях в качестве средства терапевтической доставки грызунам. В одном из таких исследований сравнивались эффекты различных аналогов простагландинов, вводимых через RBI17. Крысам-альбиносам вводили RBI с вводом иглы 26 G 0,1 мл инъекции, вводимой через латеральную область нижнего свода под углом 45 градусов17. Протокол, использованный в этом исследовании, был адаптирован из ранее описанного метода, в котором крысам вводили анестезию с помощью внутрибрюшинной инъекции хлоралгидра18. В другом исследовании, проведенном на крысах, сравнивали капли местного действия с инъекциями ретробульбара19. Крысам вводили анестезию с помощью инъекции кетамина/ксилазина, а RBI вводили через иглу 30G19. В отличие от ранее обсуждавшихся методов седации, в одном исследовании, в котором изучалось влияние RBI на орбитальный жир, использовался ингаляционный изофлуран для успокоения крыс до RBI20. В то время как эти исследования дают представление о том, какие анестетики и спецификации игл могут быть успешными, позиционирование и обращение с животными во время процедуры не обсуждаются.
В различных исследованиях на мышах также проводятся ИРБ для терапевтических методов доставки. В одном исследовании сравнивали RBI с инъекцией в боковую хвостовую вену для успешного индуцирования нефротического синдрома21. Во втором исследовании также сравнивались те же две техники инъекций при введении контрастного веществадля визуализации сердца. Мышам вводили анестезию ингаляционным изофлураном и вводили в медиальную сторону глаза22. Оба исследования адаптировали свой метод RBI из ранее составленного протокола. Важно отметить, что этот протокол называл их инъекцию ретроорбитальной, а место инъекции описывалось как ретробульбарное пространство за глазом. Авторы этого протокола использовали ингаляционный изофлуран в качестве предпочтительного метода седации, отметив быструю активацию и время восстановлениямышей. При RBI глаз частично выступал из глазницы путем давления на кожу вокруг глаза23. Затем иглу вводили в медиальную кантус скосом вниз под углом 30 градусов и вводили до тех пор, пока она не достигала основания глаза23. Необходимо соблюдать осторожность при оказании давления на животное, так как может произойти случайная блокировка кровотока или коллапс трахеи23. Инъектор также слеп к кончику иглы при введении, поэтому повреждение глаза является связанным с этим риском. Повреждение глаза при терапевтическом введении является критическим риском в этом эксперименте, так как причинение дополнительной травмы напрямую подрывает результаты исследования. Следует также отметить, что ранее описанная техника позиционирования и обработки проводилась на мышах и не включала замечаний о применимости к крысам.
Существует множество способов удаления зрительного нерва и сетчатки. Один из таких методов исследовал удаление зрительных нервов и глаз целиком, сохраняя неповрежденный зрительный хиазма24. Этот метод наиболее сопоставим с текущим исследованием, поскольку отдельные глаза и зрительные нервы также сохраняются для удаления en bloc; Тем не менее, зрительный хиазма отделяется. Проявление осторожности в этой процедуре будет иметь первостепенное значение из-за сложности процедуры. В текущем методе мы начинаем рассечение через хвостовой череп и работаем рострально, чтобы обеспечить доступ таким образом, чтобы ограничить повреждение зрительных нервов и позволить всему нерву остаться неповрежденным. Кроме того, сохранение нерва неповрежденным и прикрепленным к глазу имеет решающее значение для процесса внедрения, поскольку повреждение каждой части нерва может соответствовать различным патологическим наблюдениям. Ориентация зрительного нерва важна для рассмотрения, так как способ его залегания позволяет получить различные поперечные сечения, которые могут быть важны для гистологического анализа.
Изготовленное на заказ устройство, известное как офтальмологический операционный стол лаборатории для малых животных (SALOOT, платформа офтальмологической хирургии), состоит из серии напечатанных на 3D-принтере материалов для обеспечения анестезии и удержания животного в стабильном положении для глазных терапевтических инъекций. Конструкция SALOOT обеспечивает стабильность головы и глазных структур при офтальмологических процедурах, что повышает скорость и воспроизводимость операций, а также позволяет проводить газовую анестезию и удалять частицы на выдохе. SALOOT представляет собой трехмерный печатный блок с вогнутой редукцией для удержания тела крысы и более узкой областью спереди для удержания головы животного в носовом конусе с входом изофлурана. Под носовым обтекателем находится небольшой резервуар и выпускное отверстие. Для терапевтической доставки глаз и точного забора глазной ткани были разработаны следующие методы: Они были разработаны для изучения тканей после глазной травмы, поэтому крайне важно очертить последствия травмы, инъекции, лечения и вскрытия, чтобы избежать путаной интерпретации полученных результатов.
В данной статье представлены два метода глазных терапевтических инъекций, интравитреальная и ретробульбарная инъекции, для применения у взрослых крыс. Кроме того, представлен метод забора тканей для полного удаления интактного зрительного нерва и сетчатки у взрослой крысы. Эти методы позволяют исследовать глазные и периокулярные эффекты индуцированной патологии и проводить их лечение.