Summary
Een chirurgische methode te beheren van drugs aan het binnenoor van een niet-menselijke primaten, de gemeenschappelijke Hapalomys (Callithrix jacchus), rapporteren we via het membraan van het ronde venster.
Abstract
Hoorzitting onderzoek heeft lang bevorderd door knaagdieren modellen, hoewel in sommige ziekten, menselijke symptomen kunnen niet worden gerecapituleerd. De gemeenschappelijke Hapalomys (Callithrix jacchus) is een kleine, gemakkelijk te bedienen Breedneusapen heeft een soortgelijke anatomie van de temporale-bone, met inbegrip van het middenoor ossicular kettingen en binnenoor voor de mens, dan in vergelijking met die van knaagdieren. Hier, wij brengen verslag een reproduceerbare, veilige, en rationele aanpak van chirurgische de niche cochleair ronde venster voor de levering van de drug aan het binnenoor van de gemeenschappelijke Hapalomys. Wij aangenomen posterieure tympanotomy, een procedure die klinisch gebruikt in menselijke chirurgie, om te voorkomen dat manipulatie van het tympanic-membraan die geleidende gehoorverlies kunnen veroorzaken. Deze chirurgische ingreep leiden niet tot een aanzienlijke gehoorverlies. Deze aanpak werd mogelijk dankzij de grote bulla structuur van de gemeenschappelijke Hapalomys, hoewel de laterale semicircular canal en verticale gedeelte van de nervus facialis moeten zorgvuldig worden overwogen. Deze chirurgische methode laat voor het uitvoeren van de veilige en nauwkeurige administratie van drugs zonder verlies van het gehoor, dat van groot belang is bij het verkrijgen van de pre-klinisch bewijs van concept voor translationeel onderzoek.
Introduction
Sensorineural gehoorverlies (SNHL) komt voornamelijk voort uit schade of gebreken in het slakkenhuis. Voorkomende oorzaken van SNHL zijn veroudering (bijvoorbeeld Presbyacusis), genetische afwijkingen, blootstelling aan lawaai, infectie en ototoxisch geneesmiddelen1. De World Health Organization (WHO) geschat dat meer dan 360 miljoen mensen, 5.3% van de wereldbevolking, lijden verlies2te horen. Ook geschat wordt dat 1 in 900 tot 1 in 2.500 pasgeborenen hebben matige, ernstige en diepe aangeboren permanent gehoorverlies, en ongeveer één op de drie volwassenen ouder dan 65 jaar een zekere mate van gehoor verlies3 hebben. Er is echter geen effectieve klinische behandeling van gehoorverlies voor deze patiënten.
Hoorzitting onderzoek heeft lang is uitgevoerd met behulp van knaagdieren of cavia modellen en vele benaderingen, zoals gentherapie en regeneratieve therapie, zijn voorgesteld als een nieuwe behandeling voor gehoorverlies. Echter, er is een groot verschil tussen mens en knaagdieren in termen van het auditieve systeem, en het is zeer moeilijk te vertalen van diermodellen om de toepassing op de mens. De gemeenschappelijke Hapalomys (C. jacchus), een nieuwe wereld aap die afkomstig zijn uit de Amazone, uitgegroeid tot een aantrekkelijke niet-menselijke primaten model voor diverse basisonderzoek studies om verschillende redenen. Ten eerste, de anatomie en fysiologie zijn meer vergelijkbaar zijn met die van de mens in plaats van knaagdieren. Ten tweede, de biologische basisinformatie over deze soorten, met inbegrip van ziekten, neurale netwerken, het gedrag en het genoom, wordt goed gekenmerkt. Auditieve en vocale verwerking, de corticale codage van de periodiciteit, de vertegenwoordiging van de toonhoogte en de auditieve-vocal interacties van gemeenschappelijke zijdeaapjes geweest ook gemeld4,5,6,7 , 8 , 9 , 10. in recente histologische studies, onderzoekers onderscheidend expressiepatronen van 20 doofheid genen en anion wisselaars in het slakkenhuis van de gemeenschappelijke Hapalomys geïdentificeerd en vonden dat vijf genen die oorzakelijke van progressieve doofheid, en drie zijn anion warmtewisselaars, had verschillende expressiepatronen van die van knaagdieren11,12. Deze profielen leiden ons te geloven dat de gemeenschappelijke Hapalomys een krachtig hulpmiddel voor het onderzoek van de hoorzitting is.
De meest duidelijke kenmerken van de gemeenschappelijke Hapalomys als een proefdieren zijn als volgt:
- Eenvoudige bediening met een kleine lichaamslengte in vergelijking met sommige soorten van de oude wereld apen: volwassen zijdeaapjes weeg 300-400 g en zijn ongeveer 60 cm hoog, die vergelijkbaar met ratten is.
- Zeer reproductieve primate: zijdeaapjes seksuele rijpheid te bereiken op een leeftijd van 18 maanden en kunnen twee keer per jaar dragen en produceren van 4 tot en met 6 nakomelingen jaarlijks.
- Genetische modificaties zijn beschikbaar: Sasaki E et al. geslaagd in het creëren van transgene13 en14 van de knock-out primaten zijdeaapjes via genetische modificaties betrokken bij neurologische aandoeningen (bijvoorbeeld Parkinson de ziekte en de ziekte van Alzheimer).
- Zowel de embryonale stamcellen (ES) en de geïnduceerde pluripotente stamcellen (iPS) zijn gevestigde15,16. Hoewel het is nogal moeilijk om te houden van hetzelfde aantal zijdeaapjes ten opzichte van knaagdieren, biedt de beschikbaarheid van stamcellen of iPS cellen in vitro testen die minder van in vivo tests vereist.
Om te vergemakkelijken beter translationeel onderzoek op het gebied van doofheid en zijn potentiële therapie, we een imaging studie-protocol met behulp van CT en MRI, algemene anesthesie en hoorzitting tests met behulp van auditieve hersenstam Reacties (ABR's) opgericht. Deze experimentele systemen kunnen ons voorzien van betere kansen voor pre-klinisch bewijs van concept studie die essentieel zijn voor het overbruggen van de kloof tussen knaagdier studies en klinische proeven. Wij rapporteren hier een chirurgische methode te beheren van drugs aan het binnenoor van de gemeenschappelijke Hapalomys via het membraan van het ronde venster. Voor het verkrijgen van een duidelijk zicht rondom het ronde venster zonder het manipuleren van het tympanic-membraan die een geleidende gehoorverlies zou kunnen veroorzaken, is het nuttig om aanpak uit de mastoid holte. Klinisch, hierna deze aanpak, "posterieure tympanotomy" is goed ingeburgerd en meestal gebruikt voor cochleaire implantatie en Cholesteatoom chirurgie. Wij zijn van mening dat posterieure tympanotomy laat ons toe om de nauwkeurige administratie van drugs uitvoeren zonder verlies van het gehoor.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Alle experimentele procedures werden uitgevoerd aan de Jikei Universiteit van Tokio. Dierlijke behandeling en experimentele procedures werden goedgekeurd door de institutionele Animal Care en gebruiken van het Comité van de Jikei-Universiteit (goedkeuring geen: 26-060) en uitgevoerd overeenkomstig de institutionele richtsnoeren voor het gebruik van proefdieren in de Jikei Universiteit, die eens met de richtsnoeren voor goede voeren van dier experimenten van de wetenschap Raad van Japan (2006). Verzorging van de dieren werd uitgevoerd overeenkomstig de aanbevelingen van de gids voor de zorg en het gebruik van proefdieren (Instituut van laboratorium dier Resources, 1996).
1. het preoperatieve onderzoek
- Neem een cranial berekend tomografie (CT) scan van dieren (gemeenschappelijk zijdeaapjes) ter vergemakkelijking van de identificatie van individuele anatomische structuren ten minste één maand voor de operatie.
- Een audiometrisch test ten minste één maand voor de operatie uitvoeren.
Opmerking: Hier, we gewend de ABR hoorzitting status controleren. Een positieve elektrode was kort, subcutaan geplaatst op het hoekpunt en een negatieve referentie-elektrode aan de dorsale basis van het oor gestimuleerd. De elektrode grond werd subcutaan geplaatst op het dorsale gedeelte van de nek. 17 , 18 ABR's werden opgeroepen met tone-burst (1.0 ms Toon barsten duur met 0,1 ms stijging en tijd vallen). Het geluidsniveau van het programmawerdteruggebracht vervolgens in 10 dB stappen van zijn maximale amplitude. Op elk geluidsniveau, waren 512 reacties gemiddeld (met stimulans polariteit afgewisseld). ABR drempel werd gedefinieerd als het laagste geluidsdrukniveau (SPL) op die elke golf kon worden opgespoord.
2. anesthesie
- Snelle dieren van de nacht voor de operatie onder algemene verdoving.
- 4% Isofluraan en de lucht op 5-6 mL/min beheren met masker-to-face ventilatie of in een zaal van de inductie voor langzame inductie (figuur 1A). Bevestigen dat het dier niet op de pijnlijke stimuli, zoals het knijpen van de teen reageert.
- Anesthestize gemeenschappelijk zijdeaapjes met intramusculaire injectie (in de femorale spier) uit een combinatie van medetomidine (0,04 mg/kg), midazolam (0,4 mg/kg) en Butorfanol (0,4 mg/kg).
- Subcutaan injecteren van ampicilline (0,08 mg/g) 30 min of meer vóór de huid incisie als een preoperatieve antibioticum.
- Plaats de Hapalomys in de liggende positie met het hoofd naar boven, en het hoofd en de nek uit te breiden. Herstellen van de maxilla aan de tabel met een nylondraad, en trek de tong om een goed beeld te krijgen of een Laryngoscoop gebruiken om te visualiseren van het strotklepje en de toetreding van het strottenhoofd alternatief (figuur 1B).
- Plaats een Endotracheale tube langs het laryngeal oppervlak van het strotklepje.
Opmerking: Het is mogelijk om te gebruiken van een 16-gauge intraveneuze katheter, of 6-Frans meten vultrechter, als een Endotracheale tube (Figuur 1 c). - Controleer de EtCO2 van de Endotracheale tube om te bevestigen dat het goed is zijn geplaatst in de luchtpijp. Nadat de buis heeft zijn geplaatst en respiratoire gas beweging is gecontroleerd, herstellen van de Endotracheale tube van de Hapalomys geconfronteerd met tape.
- Anesthesie tussen 1-3% Isofluraan tijdens de operatie te handhaven.
- Controleren van de SpO2, EtCO2, lichaamstemperatuur en rectale temperatuur tijdens operaties. Voer alle procedures op een verwarmingsmat ter voorkoming van een afname van de lichaamstemperatuur.
3. preoperatieve voorbereiding
- Bereiden de Hapalomys in een liggende positie, en de hellingshoek van het hoofd tot een hoek van 30-45 graden aan de kant van de niet-operatieve (figuur 2A).
- Scheren van de post auricular regio van de operationele kant.
- Desinfecteer het chirurgische gebied met alcohol en Povidon jodium, zowel in de post auricular regio en het externe auditieve kanaal.
- Leg een vel van de chirurgische draperen met een rond gat op de Hapalomys (figuur 2B).
4. chirurgische Procedures
- Injecteren van 1% van lidocaïne hydrochloride (met 1:100,000 epinefrine, 0,1-0,2 mL) subcutaan in de huid incisie site. Maak een incisie in de postauricular huid met een nr.15 ronde-vormige mes.
- Toepassing voor hemostase, druk aan het bloeden gebied met behulp van een gaas gedrenkt in 1:5,000 verdunde epinefrine. Bipolaire cauterisatie is ook effectief (figuur 2C).
- Open het zachte weefsel van de post auricular regio dus dat auricular kraakbeen (c) en post auricular spier (m) kan worden herkend. Bloot het externe auditieve canal bot die diep in het kraakbeen (figuur 3A) zichtbaar moet zijn.
- Om te bevestigen de diepte van het tympanic-membraan, bloot het benige gedeelte van de tympanic velg die kan worden herkend als de hechting van de huid en bot in het diepste deel van de posterieure gehoorgang.
Opmerking: Deze stap stelt ons in staat om te erkennen hoe diep het laterale deel van het middenoor holte is (figuur 3A). - Schil de post auricular spieren (sternocleidomastoideus, musculus splenius capitis spier en posterieure buik van digastric spier) richting de caudal aspect, gescheiden van de temporale-bot. Dan bloot het laterale oppervlak van de temporale-bot (sterretje in figuur 3B).
- Maak een gat van ongeveer 5 mm achter het externe auditieve kanaal met een 1,0 mm diamant Ceulen (Figuur 3 c). Gebruik een boor snelheid van 1.000-8000 rpm Afhankelijk van de boren site.
Opmerking: Een langzame snelheid is voldoende voor delicate manipulatie in de buurt van het semicircular-kanaal of de nervus facialis. Druppelen de zoutoplossing in boren site goed de thermische om letsel te voorkomen. - Het gat vergroten door het boren en bevestig de positie van het horizontale semicircular kanaal (HSC), die naar de mastoid Holte (figuur 3D) uitstulpingen.
- Bevestig de positie van de nervus facialis waarvan het verticale deel anterior van HSC loopt. Boren en verwijder alle de bot septa, als ze bestaan, om het verkrijgen van een duidelijk beeld van het gezicht reces, die gelegen in het midden van het driehoekige gebied tussen de nervus facialis en de chorda-pauken is.
- Maak een klein gaatje door het boren tussen het verticale deel van de nervus facialis en de tympanic rand (sterretje in figuur 4A) met een 0,6 mm diameter diamant bur bij 1000 omwentelingen per minuut.
- Verplaats de bur parallel aan de muur van de achterste kanaal ter voorkoming van schade aan de nervus facialis, die kan worden gezien als een roze lijn die door het verdunde bot. Stop het boren onmiddellijk voordat de zenuw is blootgesteld als een witte lijnstructuur (figuur 4B).
- Zorg ervoor dat de niche van het ronde venster kan worden gevisualiseerd door het gat (figuur 4C). Vervolgens beheren drugs in de niche met een 25-meter of dunnere naald. Om te behouden van drugs in de niche van het ronde venster, plaatst u een viskeuze oplossing op de niche (Figuur 4 d).
- Nadat u hebt bevestigd dat hemostase veilig is gecontroleerd, sluit de lagen (epidermale laag en dermale) met eenvoudige onderbroken hechtdraad met 6-0 absorberend threads.
- Bevestigen van gaas op de chirurgische wond en brengt een pleister.
5. de postoperatieve zorg
- Atipamezole hydrochloride (0,15 mg/kg) intramuscularly beheren in de femorale spier jent medetomidine.
- Als spontane ademhaling begint, verwijdert u de Endotracheale tube.
- Het handhaven van de gemeenschappelijke Hapalomys op een intensive care op 30% O2, 29 ℃ totdat de verdoving slijt af om te voltooien van opwinding.
- Bevestigen dat er geen bevindingen suggestief van vestibulaire dysfunctie zoals nystagmus zijn, en het dier terug naar de fok kooi.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Achterste tympanotomy werd uitgevoerd zonder enige complicaties zoals infectie van chirurgische site, bloeden met vasculaire verwonding of vestibulaire dysfunctie, die soms optreedt met middenoor manipulatie. We posterieure tympanotomy uitgevoerd op de rechter oor van 7-jarige gemeenschappelijk Hapalomys en 1 µL fosfaatgebufferde zoutoplossing aan de ronde venster niche toegediend. ABR's werden gemeten vóór en twee maanden na de operatie (Figuur 5A-B). Golfvormen en drempels van ABR's waren vergelijkbaar is met een eerdere studie17,18, en er was geen verandering in deze parameters vóór en na de operatie (Figuur 5C). Dus we afgerond dat posterieure tympanotomy is een veilige en handige procedure voor het beheer van drugs aan het ronde venster niche van de gemeenschappelijke Hapalomys.
Figuur 1 : Tracheale intubatie. (A) anesthetize het gemeenschappelijk Hapalomys met 4% Isofluraan en de lucht op 5-6 mL/min masker-to-face ventilatie. Als alternatief, de gemeenschappelijke Hapalomys in een inductie kamer plaatsen. (B) de gemeenschappelijke Hapalomys plaats in de liggende positie met het hoofd naar boven en uitbreiden van het hoofd en de nek. Herstellen van de maxilla met nylondraad aan de tabel en de tong aan het visualiseren van het strotklepje (pijlpunt) en de toetreding van het strottenhoofd optrekken. (C) invoegen een Endotracheale tube langs het laryngeal oppervlak van het strotklepje. 16-gauge intraveneuze katheter of 6-Frans-gauge vultrechter kan worden gebruikt als een Endotracheale tube. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.
Figuur 2 : Huid incisie. (A) plaats de gemeenschappelijke Hapalomys in de liggende positie, en het hoofd te 30-45 graden aan de kant van de niet-operatieve helling. Scheren van de kant van de post auricular regio in werking en desinfecteren met Povidon-jodium. CR, craniale zijde, Ca, caudal, L, linker kant, R, recht naast. (B) de zwarte lijn geeft huid incisie lijn. Voordat de huid incisie, injecteren 1% lidocaïne hydrochloride (met 1:100,000 epinefrine, 0,1-0,2 mL) subcutaan. (C) Cut open subcutane weefsel totdat de auricular kraakbeen (c) is verhoogd. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.
Figuur 3 : Boren in de mastoid holte. (A) na verwijdering van de weke delen, de post auricular spier zichtbaar zal zijn. m, na auricular spier, c, auricular kraakbeen. (B) temporale bot oppervlak (sterretje) wordt blootgesteld wanneer de post auricular spier van het bot naar het caudal aspect wordt gepeld. De pneumatized structuur kan gemakkelijk worden herkend door de temporale-been. (C) A hole werd gemaakt door het boren met een 1,0 mm diamant bur ongeveer 5 mm achter het bot externe auditieve canal. (D) de mastoid holte van de gemeenschappelijke Hapalomys bestaat meestal uit een enkele holte. Door de uitbreiding van het geboorde gat, kunnen de horizontale semicircular canal (HSC en stippellijn) uitstulpingen richting de mastoid holte gemakkelijk worden herkend. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.
Figuur 4 : Posterior-tympanotomy. (A) de de nervus facialis (FN) passeert de benige passage het gezicht kanaal genaamd, en het loopt tussen de achterste muur van de externe auditieve canal bone (PAC) en horizontale semicircular canal (HSC). De voorste regio van de zenuw is het gezicht reces (sterretje). (B) Maak een gat door het boren van het gezicht zomerreces met 0.6 mm diameter diamond bar. (C) door een uitbreiding van het gat, de ronde venster niche (RWN) zichtbaar. (D) Via het gat in de uitsparing van het gezicht, het is mogelijk om te beheren oplossing in de RWN (pijl) met een 25-meter of dunnere naald. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.
Figuur 5 : Auditieve brainstem response (ABR) beoordeling. Achterste tympanotomy werd uitgevoerd op een 7-jarige gemeenschappelijk Hapalomys, en 1 µL fosfaatgebufferde zoutoplossing werd toegediend aan de ronde venster niche. ABR's werden gemeten vóór en na de operatie, en hun representatieve golfvormen worden respectievelijk weergegeven in (A) en (B) . De golfvormen en drempels van de ABR's, opgeroepen met Toon barsten in zes frequenties, waren vergelijkbaar is met een eerdere studie17,18. (C) er was geen ABR drempel verandering van vóór om na de operatie. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Het volume van de cochleaire bloedstroom is extreem klein, naar schatting in de orde van 1/1000000 van de totale cardiale output bij de mens, en de toegang is beperkt door de aanwezigheid van de bloed-slakkenhuis barrière die het binnenoor van de grote bloedsomloop19 scheidt ,20. Om deze redenen is drugs of virale vector beheer in het binnenoor gunstig, niet via systemische toediening maar door directe administratie. In muizen en cavia experimenten, verschillende benaderingen zijn gemeld, zoals de trans rond venster met de post auricular aanpak of ventrale aanpak, cochleostomy, endolymphatic sac levering en semicircular canal21, benaderen 22,23,24,25,26.
In de huidige studie, we gebruikten posterieure tympanotomy en ronde venster beheer als een mogelijke methode voor het translationeel onderzoek. Achterste tympanotomy is een gevestigde benadering voor een klinische chirurgische ingreep en geschikt voor gemeenschappelijke zijdeaapjes omdat het anatomische karakter van de holte van de tympanic lijkt op dat van de mens, terwijl haar route-mastoid meestal uit een grote bestaat enkele holte met zeer dunne bot septa. Inderdaad, we allemaal van de achterste tympanotomy procedure zonder complicaties of verlies van het gehoor in de gemeenschappelijke Hapalomys uitgevoerd. Als achterste tympanotomy wordt uitgevoerd, drug administration kunnen worden uitgevoerd onder de duidelijke weergave rond belangrijke weefsels zoals de semicircular grachten, de nervus facialis, de stijgbeugel, en ronde venster niche. Van de nota, kunnen we de oplossing via de basale draai van het slakkenhuis, HSC posterieure semicircular canal en ronde venster niche met deze gemeenschappelijke aanpak beheren. Ronde venster beheer is, volgens onderzoek met behulp van muizen, minder invasieve en biedt een meer uniforme oplossing expansie in het slakkenhuis perilymph dan cochleostomy27. Het is ook gemeld dat de directe inspuiting van het adenovirus via semicircular canal genenoverdracht transductie van genen overwegend in het vestibulair orgaan26 toonde. Endolymphatic sac levering biedt directe inspuiting endlymphatic ruimte en wordt gerapporteerd als de virale vector bereikt het vestibulair orgaan van het einde en het slakkenhuis25. De informatie over de efficiëntie lijkt echter onvoldoende.
Voor het uitvoeren van een veilige exploitatie, is anatomische informatie van vitaal belang. Het fundamentele anatomische karakter van de holte van de tympanic middenoor en het binnenoor is vergelijkbaar in vergelijking tussen mensen en gemeenschappelijke zijdeaapjes. De belangrijke anatomische delen de bewerking zoals het kruispunt tussen de holte van het middenoor en de mastoid Holte, de positie van de gehoorbeentjes en de positie van de nervus facialis en chorda pauken uit te voeren zijn volledig analoog aan de mens. Er zijn echter enkele verschillen. De menselijke mastoid holte bestaat uit veel lucht cellen en we moeten boren van deze cellen om te benaderen het binnenoor. Dit heet "mastoidectomy" in de klinische en chirurgische ingreep, en kost tijd en vernietigt de oorspronkelijke morfologie. Aan de andere kant, de gemeenschappelijke Hapalomys mastoid holte is bijna een interne holte met zeer dunne bot septa en de grachten semicircular zijn groter en boog uit in de mastoid holte in vergelijking met de menselijke anatomie. Deze verschillen zijn voordelig voor binnenoor drug administration. Wanneer toedienen medicijnen direct aan de endolymfe, is het semicircular canal aanpak mogelijk doordat een klein venster op het HSC, zoals eerder gemeld in andere soorten26. Hoewel deze benadering niet in dit experiment werd uitgevoerd, kan het HSC van de gemeenschappelijke Hapalomys gemakkelijk worden uitgevoerd vanwege de grootte en de gemakkelijke detecteerbaarheid. Echter, alvorens de aanpak, het risico van lymphorrhea, die ertoe slechthorendheid bewegen kan, moet worden beschouwd. Wij veronderstellen dat de aanpak van het semicircular kanaal is niet een ideale experimenteel systeem waarmee te beoordelen hoorzitting niveaus na een operatie. In het algemeen, om te voorkomen dat lymphorrhea, is het venster met vetweefsel en fibrine lijm verpakking effectief.
In dit geval wij nadruk gelegd op een minder invasieve operatie, en zette de oplossing op het ronde venster membraan zonder lekke band. Echter, eenmalige toediening lijkt niet effectief te leveren van een voldoende dosis van een geneesmiddel of virale vector aan de perilymph. Een eenvoudige oplossing voor dit probleem is om een gaatje te maken in het membraan van het ronde venster en injecteren de oplossing direct. Zoals hierboven beschreven, echter wordt een gat in het binnenoor lymphorrhea, die eventueel leiden tot kan verlies van het gehoor en vestibulair dysfunctie in menselijke patiënten, dus dit zal moeilijk toe te passen op een klinische setting. Ook, in tegenstelling tot de knaagdieren, zijdeaapjes oorspronkelijk woonde in bomen, en verplaats stereoscopically in een kooi van fokken, zodat vestibulaire dysfunctie ook een kritische complicatie kunnen. In de toekomst, zal het dus belangrijk ter verbetering van de efficiëntie van drug verspreiding zonder het piercing het ronde venster membraan. Eén mogelijkheid is met behulp van een osmotische pomp en aanhoudende voorbereiding. Een osmotische pomp zou bieden continu beheer via een katheter waarvan tip op het ronde venster membraan wordt geregeld. Op dit moment ploxamer407 en gelatine hydrogels inzetbaar als duurzame preparaten voor ronde venster membraan drug delivery. Deze apparaten en dragers worden al gebruikt in klinische proeven28,29,30,31.
Kortom, deze chirurgische methode stelt ons in staat om uit te voeren van de veilige en nauwkeurige administratie van drugs aan het binnenoor zonder verlies van het gehoor in een primaat, die van groot belang is bij het verkrijgen van de pre-klinisch bewijs van concept voor translationeel onderzoek.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
De auteurs hebben niets te onthullen.
Acknowledgments
Het werk wordt ondersteund door subsidies M.F. van de Japanse regering MEXT KAKENHI (24592560, 15 H 04991 en 15 K 15624) en de Takeda Science Foundation naar M.F. en de Jikei Universiteit strategische prioriteren onderzoeksfonds te H.J.O.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| common marmoset | CLEA Japan | EDM:C.Marmoset(Jic) | |
| isoflurane | Phizer | ||
| medetomidine | ZENOAQ | ||
| midazolam | astellas | ||
| butorphanol | Meiji Seika | ||
| ampicillin | Meiji Seika | ||
| lidocaine hydrochloride | AstraZeneca | ||
| 6-0 absorbent thread | ETHICON | RD-1 | |
| atipamezole hydrochloride | ZENOAQ | ||
| phosphate buffered saline | Wako | 045-29795 | |
| Surge Wave | Morita | TR-900-OR | |
| Diamond Bar 006 | Morita | 14070057 | |
| Diamond Bar 010 | Morita | 14070081 | |
| intensive care unit | Menix | P-100 |
References
- Liberman, M. C., Kujawa, S. G. Cochlear synaptopathy in acquired sensorineural hearing loss: Manifestations and mechanisms. Hear Res. 349, 138-147 (2017).
- World Health Organization. Deafness and hearing loss (Fact sheet N8300). , Available from: http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs300/en/ (2015).
- Thompson, D. C., et al. Universal newborn hearing screening: summary of evidence. JAMA. 286 (16), 2000-2010 (2001).
- Wang, X. Neural coding strategies in auditory cortex. Hear Res. 229 (1-2), 81-93 (2007).
- Wang, X. On cortical coding of vocal communication sounds in primates. Proc Natl Acad Sci U S A. 97 (22), 11843-11849 (2000).
- Bendor, D., Wang, X. The neuronal representation of pitch in primate auditory cortex. Nature. 436 (7054), 1161-1165 (2005).
- Bendor, D., Wang, X. Neural coding of periodicity in marmoset auditory cortex. J Neurophysiol. 103 (4), 1809-1822 (2010).
- Eliades, S. J., Wang, X. Sensory-motor interaction in the primate auditory cortex during self-initiated vocalizations. J Neurophysiol. 89 (4), 2194-2207 (2003).
- Eliades, S. J., Wang, X. Dynamics of auditory-vocal interaction in monkey auditory cortex. Cereb Cortex. 15 (10), 1510-1523 (2005).
- Eliades, S. J., Wang, X. Neural substrates of vocalization feedback monitoring in primate auditory cortex. Nature. 453 (7198), 1102-1106 (2008).
- Hosoya, M., Fujioka, M., Ogawa, K., Okano, H. Distinct Expression Patterns Of Causative Genes Responsible For Hereditary Progressive Hearing Loss In Non-Human Primate Cochlea. Sci Rep. 6, 22250 (2016).
- Hosoya, M., Fujioka, M., Kobayashi, R., Okano, H., Ogawa, K. Overlapping expression of anion exchangers in the cochlea of a non-human primate suggests functional compensation. Neurosci Res. 110, 1-10 (2016).
- Sasaki, E., et al. Generation of transgenic non-human primates with germline transmission. Nature. 459 (7246), 523-527 (2009).
- Sato, K., et al. Generation of a Nonhuman Primate Model of Severe Combined Immunodeficiency Using Highly Efficient Genome Editing. Cell Stem Cell. 19 (1), 127-138 (2016).
- Sasaki, E., et al. Establishment of novel embryonic stem cell lines derived from the common marmoset (Callithrix jacchus). Stem Cells. 23 (9), 1304-1313 (2005).
- Tomioka, I., et al. Generating induced pluripotent stem cells from common marmoset (Callithrix jacchus) fetal liver cells using defined factors, including Lin28. Genes Cells. 15 (9), 959-969 (2010).
- Harada, T., Tokuriki, M. Effects of click intensity and frequency on the brain-stem auditory evoked potentials in the common marmoset (Callithrix jacchus). J Vet Med Sci. 59 (7), 561-567 (1997).
- Harada, T., Tokuriki, M., Tanioka, Y. Age-related changes in the brainstem auditory evoked potentials of the marmoset. Hear Res. 128 (1-2), 119-124 (1999).
- Juhn, S. K., Hunter, B. A., Odland, R. M. Blood-labyrinth barrier and fluid dynamics of the inner ear. Int Tinnitus J. 7 (2), 72-83 (2001).
- Nakashima, T., et al. Disorders of cochlear blood flow. Brain Res Brain Res Rev. 43 (1), 17-28 (2003).
- Akil, O., Rouse, S. L., Chan, D. K., Lustig, L. R. Surgical method for virally mediated gene delivery to the mouse inner ear through the round window membrane. J Vis Exp. (97), (2015).
- Jero, J., Tseng, C. J., Mhatre, A. N., Lalwani, A. K. A surgical approach appropriate for targeted cochlear gene therapy in the mouse. Hear Res. 151 (1-2), 106-114 (2001).
- Iizuka, T., et al. Noninvasive in vivo delivery of transgene via adeno-associated virus into supporting cells of the neonatal mouse cochlea. Hum Gene Ther. 19 (4), 384-390 (2008).
- Kilpatrick, L. A., et al. Adeno-associated virus-mediated gene delivery into the scala media of the normal and deafened adult mouse ear. Gene Ther. 18 (6), 569-578 (2011).
- Yamasoba, T., Yagi, M., Roessler, B. J., Miller, J. M., Raphael, Y. Inner ear transgene expression after adenoviral vector inoculation in the endolymphatic sac. Hum Gene Ther. 10 (5), 769-774 (1999).
- Kawamoto, K., Oh, S. H., Kanzaki, S., Brown, N., Raphael, Y. The functional and structural outcome of inner ear gene transfer via the vestibular and cochlear fluids in mice. Mol Ther. 4 (6), 575-585 (2001).
- Praetorius, M., Baker, K., Weich, C. M., Plinkert, P. K., Staecker, H. Hearing preservation after inner ear gene therapy: the effect of vector and surgical approach. ORL J Otorhinolaryngol Relat Spec. 65 (4), 211-214 (2003).
- Nakagawa, T., et al. Topical insulin-like growth factor 1 treatment using gelatin hydrogels for glucocorticoid-resistant sudden sensorineural hearing loss: a prospective clinical trial. BMC Med. 8, 76 (2010).
- Piu, F., et al. OTO-104: a sustained-release dexamethasone hydrogel for the treatment of otic disorders. Otol Neurotol. 32 (1), 171-179 (2011).
- Plontke, S. K., et al. double blind, placebo controlled trial on the safety and efficacy of continuous intratympanic dexamethasone delivered via a round window catheter for severe to profound sudden idiopathic sensorineural hearing loss after failure of systemic therapy. Laryngoscope. 119 (2), 359-369 (2009).
- Wenzel, G. I., Warnecke, A., Stover, T., Lenarz, T. Effects of extracochlear gacyclidine perfusion on tinnitus in humans: a case series. Eur Arch Otorhinolaryngol. 267 (5), 691-699 (2010).
