Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Medicine

Una procedura chirurgica per l'amministrazione delle droghe all'interno dell'orecchio in un Non umano primati comune uistitì (Callithrix jacchus)

Published: February 27, 2018 doi: 10.3791/56574
* These authors contributed equally

Summary

Segnaliamo un metodo chirurgico per amministrare le droghe all'interno dell'orecchio di un primate non umano, il comune uistitì (Callithrix jacchus), tramite la membrana della finestra rotonda.

Abstract

Sentendo la ricerca lungo è stata facilitata dai modelli del roditore, anche se in alcune malattie, sintomi umani non possono essere ricapitolati. Il comune uistitì (Callithrix jacchus) è una scimmia di nuovo mondo piccola, facile da maneggiare che ha un'anatomia simile dell'osso temporale, compresi le catene degli ossicini dell'orecchio medio e orecchio interno agli esseri umani, inferiore rispetto a quello dei roditori. Qui, segnaliamo un approccio chirurgico riproducibile, sicuro e razionale alla nicchia cocleare finestra rotonda per la consegna di droga all'interno dell'orecchio di uistitì di comune. Abbiamo adottato tympanotomy posteriore, una procedura utilizzata clinicamente in chirurgia umana, per evitare la manipolazione della membrana timpanica che può causare la perdita della capacità uditiva conduttiva. Questa procedura chirurgica non ha condotto a qualsiasi significativa perdita di udito. Questo approccio è stato possibile grazie alla struttura grande bulla del marmoset comune, anche se il canale semicircolare laterale e la parte verticale del nervo facciale dovrebbe essere considerati con attenzione. Questo metodo chirurgico permette di eseguire la gestione sicura e precisa delle droghe senza perdita di udito, che è di grande importanza nell'ottenere pre-clinici proof of concept per ricerca traslazionale.

Introduction

Perdita dell'udito neuro-sensoriale (SNHL) si manifesta principalmente da deficit nella coclea o danni. Le cause più comuni di SNHL includono invecchiamento (ad es. presbiacusia), difetti genetici, esposizione a rumori forti, infezione e farmaci ototossici1. L'organizzazione mondiale della sanità (OMS) stima che oltre 360 milioni di persone, che rappresentano il 5,3% della popolazione del mondo, soffrono di udito perdita2. Si stima anche che 1 in 900 a 1 in 2.500 neonati hanno moderato, severo, e ipoacusia permanente congenita profonda e circa uno in tre adulti oltre 65 anni hanno un certo grado di perdita di udito3. Tuttavia, non c'è nessun efficace trattamento clinico di perdita dell'udito per questi pazienti.

Ricerca di udienza lungo è stato eseguito utilizzando roditore o modelli di cavia, e molti approcci, quali la terapia genica e la terapia rigenerativa, sono stati suggeriti come un nuovo trattamento per la perdita dell'udito. Tuttavia, c'è una grande differenza tra gli esseri umani e roditori in termini di sistema uditivo, ed è molto difficile da tradurre modelli animali per applicazioni sull'uomo. Il comune uistitì (c. jacchus), una scimmia del nuovo mondo che proviene dal Rio delle Amazzoni, è diventato un modello attraente primate non umano per vari studi di ricerca di base per diversi motivi. In primo luogo, la sua anatomia e la fisiologia sono più simili a quelli degli esseri umani piuttosto che roditori. In secondo luogo, le informazioni biologiche di base riguardo a questa specie, tra cui malattie, reti neurali, il comportamento e il genoma, sono ben caratterizzate. Elaborazione uditiva e vocale, la codifica corticale di periodicità, la rappresentazione del passo e le interazioni uditivo-vocale di uistitì comuni sono stati anche segnalati4,5,6,7 , 8 , 9 , 10. in recenti studi istologici, i ricercatori hanno identificato i modelli di espressione distintiva di 20 geni sordità e scambiatori di anioni nella coclea di uistitì di comune e ha scoperto che cinque geni causativi di sordità progressiva e tre scambiatori di anioni, avuto modelli di espressione diversi da quelli di roditori11,12. Questi profili ci portano a credere che il marmoset comune è un potente strumento per la ricerca di udienza.

Gli attributi più marcati di uistitì di comune come un animale da laboratorio sono come segue:

  • Maneggevolezza con una piccola dimensione corporea rispetto ad alcune specie del vecchio mondo scimmie: uistitì adulti pesano 300-400 g e sono circa 60 cm di altezza, che è simile ai ratti.
  • Primate altamente riproduttiva: uistitì raggiungono la maturità sessuale ad un'età di 18 mesi e sono in grado di sopportare due volte all'anno e producono prole di 4 a 6 ogni anno.
  • Modificazioni genetiche sono disponibili: Sasaki E et al. è riuscito a creare transgenici13 e knock-out14 primati utilizzando Uistitì di modificazioni genetiche implicate nei disturbi neurologiciad es., morbo di Parkinson di ( malattia e malattia di Alzheimer).
  • Entrambe le cellule staminali embrionali (ES) e pluripotenti indotte (iPS) staminali sono stati stabiliti15,16. Anche se è piuttosto difficile mantenere lo stesso numero di uistitì rispetto ai roditori, la disponibilità di cellule staminali o cellule iPS fornisce saggi in vitro che ridurranno il numero di saggi in vivo necessaria.

Per facilitare la ricerca traslazionale di meglio nel campo della sordità e della sua terapia potenziale, abbiamo stabilito un protocollo di studio di imaging utilizzando CT e MRI, anestesia generale e test dell'udito utilizzando risposte uditive del tronco cerebrale (ABR). Questi sistemi sperimentali possono fornirci le migliori opportunità di ottenere la prova pre-clinico di studi concettuali che sono essenziali per colmare i divari tra gli studi del roditore e studi clinici. Qui, segnaliamo un metodo chirurgico per amministrare le droghe all'interno dell'orecchio dell'uistitì comune attraverso la membrana della finestra rotonda. Per ottenere una visione chiara intorno la finestra rotonda, senza manipolare la membrana timpanica che potrebbe causare una perdita della capacità uditiva conduttiva, è utile all'approccio da cavità mastoid. Clinicamente, questo approccio, definito come "posteriore tympanotomy" è ben consolidata e solitamente utilizzato per la chirurgia coclea impianto e cholesteatoma. Noi crediamo che tympanotomy posteriore ci permette di effettuare la gestione accurata delle droghe senza indurre la perdita della capacità uditiva.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Tutte le procedure sperimentali sono state effettuate presso l'Università di Jikei, Tokyo Giappone. Movimentazione degli animali e procedure sperimentali sono state approvate dal comitato di utilizzare della Jikei University e The Animal Care istituzionali (approvazione no: 26-060) ed eseguite in conformità con le linee guida istituzionali per l'uso degli animali da laboratorio presso il Jikei Università, che sono d'accordo con le linee guida per la corretta condotta di animale esperimenti dal Consiglio scienza del Giappone (2006). Cura degli animali è stata condotta in conformità con le raccomandazioni della Guida per la cura e l'uso di animali da laboratorio (Istituto del laboratorio animale risorse, 1996).

1. operatoria

  1. Prendere un'esplorazione cranica di tomografia computerizzata (TC) di animali (Uistiti comune) al fine di facilitare l'identificazione delle singole strutture anatomiche almeno un mese prima dell'intervento chirurgico.
  2. Eseguire un esame audiometrico almeno un mese prima dell'intervento chirurgico.
    Nota: Qui, abbiamo usato l'ABR per valutare lo stato dell'udito. Brevemente, un elettrodo positivo per via sottocutanea è stata posta al vertice e un elettrodo di riferimento negativo alla base dorsale all'orecchio stimolato. L'elettrodo di massa è stato disposto per via sottocutanea nella parte dorsale del collo. 17 , 18 ABRs sono stati evocati con raffica di tono (tono 1,0 ms durata con aumento di 0,1 ms burst e tempo di caduta). Il livello sonoro è stato poi ridotto in passi di 10 dB dalla sua massima ampiezza. A ogni livello sonoro, 512 risposte erano media (con stimolo polarità alternate). Soglia ABR è stato definito come il più basso livello di pressione sonora (SPL) in cui qualsiasi onda potrebbe essere rilevato.

2. anestesia

  1. Animali veloci dalla notte prima dell'intervento chirurgico in anestesia generale.
  2. Amministrare la 4% isoflurane e aria ambiente al 5-6 mL/min con maschera-a-faccia ventilazione oppure in una camera di induzione per induzione lenta (Figura 1A). Confermare che l'animale non risponde agli stimoli dolorosi, come il pizzico di punta.
  3. Anesthestize marmoset comune con iniezione intramuscolare (nel muscolo femorale) di una combinazione di medetomidina (0,04 mg/kg), midazolam (0,4 mg/kg) e butorfanolo (0,4 mg/kg).
  4. Iniettare per via sottocutanea ampicillina (0,08 mg/g) 30 min o più prima dell'incisione della pelle come un antibiotico preoperatorio.
  5. Posizionare l'uistitì in posizione supina con la testa verso l'alto ed estendere la testa e il collo. Difficoltà la mascella superiore al tavolo con un filo di nylon e tirare la linguetta per ottenere una buona vista, oppure utilizzare un laringoscopio per visualizzare l'epiglottide e l'entrata della laringe in alternativa (Figura 1B).
  6. Inserire un tubo endotracheale lungo la superficie laringea dell'epiglottide.
    Nota: È possibile utilizzare un catetere endovenoso di calibro 16, o 6-francese calibro tubo di alimentazione, come un tubo endotracheale (Figura 1).
  7. Verifica la EtCO2 dal tubo endotracheale al fine di confermare che è stato correttamente inserito nella trachea. Dopo aver posizionato il tubo e movimento respiratorio di gas è stato controllato, fissare il tubo endotracheale al viso di uistitì con nastro adesivo.
  8. Mantenere l'anestesia tra 1-3% Isoflurane durante l'operazione.
  9. Monitorare la SpO2, EtCO2, temperatura corporea e temperatura rettale durante le operazioni. Eseguire tutte le procedure su una stuoia di riscaldamento per evitare una diminuzione della temperatura corporea.

3. la preparazione

  1. Preparare l'uistitì in posizione supina e inclinare la testa a un angolo di 30-45 gradi al lato inoperante (Figura 2A).
  2. Radere la regione post-auricolare dal lato attivo.
  3. Disinfettare l'area chirurgica con alcool e povidone iodio, sia nella regione del alberino-auricolare e canale uditivo esterno.
  4. Mettere un foglio di telo chirurgico con un foro rotondo sulla uistitì (Figura 2B).

4. interventi chirurgici

  1. Iniettare 1% di lidocaina cloridrato (con epinefrina 1: 100.000, 0.1-0.2 mL) per via sottocutanea nel sito di incisione della pelle. Fare un'incisione nella pelle postauricular con una lama di forma circolare n ° 15.
  2. Per emostasi, applicare pressione sulla zona sanguinante utilizzando una garza imbevuta di epinefrina 1:5,000 diluito. Cauterizzazione bipolare è anche efficace (Figura 2).
  3. Aprire i tessuti molli della regione alberino-auricolare quindi quella cartilagine auricolare (c) e muscolo post-auricolare (m) può essere riconosciuto. Esporre l'osso del canale uditivo esterno che deve essere visibile nel profondo la cartilagine (Figura 3A).
  4. Per confermare la profondità della membrana timpanica, esporre la parte ossea del cerchio timpanico che può essere riconosciuto come l'aderenza della pelle e dell'osso nella parte più profonda del canale posteriore dell'orecchio.
    Nota: Questo passaggio permette di riconoscere quanto è profonda la parte laterale della cavità dell'orecchio medio è (Figura 3A).
  5. Sbucciare i muscoli alberino-auricolari (muscolo sternocleidomastoideo, muscolo di splenio della testa e del ventre posteriore del muscolo digastrico) verso l'aspetto caudale, separato dall'osso temporale. Quindi esporre la superficie laterale dell'osso temporale (asterisco nella Figura 3B).
  6. Fare un foro di circa 5 mm dietro il canale uditivo esterno con un fu seppellito nel diamante di 1,0 mm (Figura 3). Utilizzare una velocità di punta di 1.000-8.000 giri/min a seconda del sito di perforazione.
    Nota: Una velocità lenta è adeguata per la delicata manipolazione vicino il canale semicircolare o del nervo facciale. Goccia a goccia la soluzione fisiologica nel sito correttamente per evitare la lesione termica di perforazione.
  7. Allargare il foro di perforazione e confermare la posizione del canale semicircolare orizzontale (HSC), che sporge verso la cavità mastoid (Figura 3D).
  8. Confermare la posizione del nervo facciale cui parte verticale viene eseguito anteriore di HSC. Forare e rimuovere tutti i setti di osso, se presenti, per ottenere una visione chiara dell'incavo facciale, che si trova al centro dell'area triangolare tra il nervo facciale e la corda del timpano.
  9. Fate un piccolo foro di perforazione tra la parte verticale del nervo facciale e il timpanico rim (asterisco nella Figura 4A) con una fresa diamantata di diametro 0,6 mm a 1.000 giri/min.
  10. Spostare la fresa parallela alla parete posteriore del canale per evitare danni al nervo facciale, che può essere visto come una linea rosa attraverso l'osso assottigliata. Fermare la trivella immediatamente prima che il nervo è esposto come una struttura di linea bianca (Figura 4B).
  11. Garantire che la nicchia della finestra rotonda possa essere visualizzata attraverso il foro (Figura 4). Quindi, amministrare farmaci nella nicchia con un ago calibro 25 o più sottile. Al fine di conservare i farmaci nella nicchia della finestra rotonda, posizionare una soluzione viscosa sulla nicchia (Figura 4).
  12. Dopo aver confermato che l'emostasi è saldamente controllata, chiudere gli strati (strato epidermico e dermico strato) con semplice sutura interrotto utilizzando thread assorbente 6-0.
  13. Difficoltà garza sulla ferita chirurgica e apporre un bendaggio.

5. postoperatoria

  1. Amministrare atipamezolo cloridrato (0,15 mg/kg) per via intramuscolare nel muscolo femorale di contrapporrsi medetomidina.
  2. Quando inizia di respirazione spontanea, rimuovere il tubo endotracheale.
  3. Mantenere il marmoset comune in un'unità di cure intensive al 30% O2, 29 ℃ fino a quando l'anestesia svanisce per completare l'eccitazione.
  4. Confermare che non ci sono risultati indicativi di disfunzione vestibolare come nistagmo e restituire l'animale nella gabbia di allevamento.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Tympanotomy posteriore è stato effettuato senza alcuna complicazione come un'infezione del sito chirurgico, sanguinamento con lesioni vascolari o disfunzione vestibolare, che a volte si verifica con la manipolazione dell'orecchio medio. Abbiamo effettuato tympanotomy posteriore sull'orecchio destro del marmoset comune 7-anno-vecchio ed amministrato 1 µ l di tampone fosfato salino per la nicchia della finestra rotonda. ABRs sono stati misurati prima e due mesi dopo l'intervento chirurgico (Figura 5A-B). Forme d'onda e soglie di ABRs erano paragonabili a un precedente studio17,18, e non c'era cambiamento in questi parametri prima e dopo l'intervento chirurgico (Figura 5C). Quindi, abbiamo concluso che tympanotomy posteriore è una procedura sicura e utile per la somministrazione di farmaci per la nicchia della finestra rotonda dell'uistitì comune.

Figure 1
Figura 1 : Intubazione tracheale. (A) anestetizzare l'uistitì comune con 4% isoflurane e aria ambiente al ventilazione maschera-a-faccia 5-6 mL/min. In alternativa, posizionare il marmoset comune in una camera di induzione. (B) posizionare il marmoset comune in posizione supina con la testa verso l'alto ed estendere la testa e il collo. Difficoltà mascella superiore con filo di nylon al tavolo e tirare verso l'alto la linguetta di visualizzare l'epiglottide (punta di freccia) e l'entrata della laringe. (C) inserire un tubo endotracheale lungo la superficie laringea dell'epiglottide. calibro 16 catetere endovenoso o calibro 6-francese tubo di alimentazione può essere utilizzato come un tubo endotracheale. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figure 2
Figura 2 : Incisione cutanea. (A) Posizionare il marmoset comune in posizione supina e inclinare la testa per angoli di 30-45 gradi al lato inoperante. Radere la regione post-auricolare di funzionamento lato e disinfettare con povidone iodio. CR, lato cranico, Ca, lato caudale, L, sinistra, R, destra. (B) la linea nera indica la linea di incisione della pelle. Prima l'incisione cutanea, iniettare 1% lidocaina cloridrato (con epinefrina 1: 100.000, 0.1-0.2 mL) per via sottocutanea. (C) taglio aprire il tessuto sottocutaneo fino a quando la cartilagine auricolare (c) è elevata. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figure 3
Figura 3 : Perforazione in cavità mastoid. (A) dopo la rimozione dei tessuti molli, l'alberino-auricolare muscolo sarà visibile. m, muscolo post-auricolare, della cartilagine auricolare, c. (B) superficie dell'osso temporale (asterisco) è esposto quando il muscolo di alberino-auricolare è sbucciato dall'osso verso la faccia caudale. La struttura del pneumatico è facilmente riconoscibile attraverso l'osso temporale. (C) A foro è stata fatta da forare con una fresa diamantata 1,0 mm circa 5 mm dietro l'osso del canale uditivo esterno. (D) la cavità mastoid di uistitì di comune è composto principalmente di una singola cavità. Allargando il foro, i canale semicircolare orizzontale (HSC e linea punteggiata) rigonfiamenti verso la cavità mastoid possono essere facilmente riconosciuti. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figure 4
Figura 4 : Posteriore tympanotomy. (A) del nervo facciale (FN) passa attraverso il passaggio ossuto chiamato canale facciale, e corre tra la parete posteriore del canale uditivo esterno osso (PAC) e del canale semicircolare orizzontale (HSC). La regione anteriore del nervo è l'incavo facciale (asterisco). (B) praticare un foro di perforazione l'incavo facciale con una barra di diamante diametro 0,6 mm. (C) allargando il foro, la nicchia della finestra rotonda (RWN) diventa visibile. (D) attraverso il foro nell'incavo facciale, è possibile somministrare la soluzione in RWN (freccia) con un ago calibro 25 o più sottile. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figure 5
Figura 5 : Valutazione di uditive del tronco cerebrale (ABR) risposta. Tympanotomy posteriore è stato effettuato su un marmoset comune 7-anno-vecchio, e 1 µ l di tampone fosfato salino è stato amministrato per la nicchia della finestra rotonda. ABRs sono stati misurati prima e dopo l'intervento chirurgico, e loro forme d'onda rappresentative sono mostrate in (A) e (B) rispettivamente. Le forme d'onda e le soglie di ABRs, evocato con tono scoppiata in sei frequenze, erano paragonabili a un precedente studio17,18. (C) non c'era ABR soglia cambiamento da prima a dopo la chirurgia. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Il volume del flusso sanguigno cocleare è estremamente piccolo, stimato nell'ordine di 1/1.000.000 di gittata cardiaca totale in esseri umani, e l'accesso è limitato dalla presenza della barriera sangue-coclea che separa l'orecchio interno dalla circolazione generale19 ,20. Per questi motivi, droga o amministrazione di vettore virale nell'orecchio interno è favorevole, non tramite somministrazione sistemica ma piuttosto di amministrazione diretta. Nel topo e cavia esperimenti, sono stati segnalati vari approcci, come il trans turno finestra con alberino-auricolare approccio o metodo ventrale, cochleostomy, consegna del sacco endolinfatico e canale semicircolare approccio21, 22,23,24,25,26.

Nello studio presente, abbiamo usato tympanotomy posteriore e amministrazione finestra rotonda come metodo potenziale per la ricerca traslazionale. Tympanotomy posteriore è un approccio ben consolidato per una procedura chirurgica clinica ed è adatto per marmoset comune perché il carattere anatomico della cavità timpanica è simile a quello degli esseri umani, considerando che suo mastoide rotta è principalmente composto di un grande singola cavità con setti di osso molto sottile. Infatti, abbiamo effettuato tutta la procedura di tympanotomy posteriore senza complicazioni o perdita dell'udito nel marmoset comune. Se viene eseguita tympanotomy posteriore, drug administration può essere eseguita sotto la visione chiara intorno ai tessuti importanti come i canali semicircolari, del nervo facciale, dello stapes e turno finestra di nicchia. Di nota, possiamo erogare la soluzione tramite il giro basale della coclea, HSC, canale semicircolare posteriore e nicchia della finestra rotonda con questo approccio unico. Finestra rotonda amministrazione è, secondo la ricerca utilizzando topi, meno invasivi e fornisce un'espansione di soluzione più uniforme nel perilymph coclea oltre cochleostomy27. Inoltre è stato segnalato che l'iniezione diretta dell'adenovirus tramite canale semicircolare trasferimento del gene ha mostrato principalmente la trasduzione di geni nel organo vestibolare26. Consegna del sacco endolinfatico fornisce iniezione diretta nello spazio endlymphatic e viene segnalato come il vettore virale ha raggiunto l'organo vestibolare fine e coclea25. Tuttavia le informazioni circa l'efficienza sembra inadeguate.

Per eseguire un'operazione sicura, informazioni anatomiche sono di vitale importanza. La base del carattere anatomico della cavità timpanica dell'orecchio medio e l'orecchio interno è simile paragone tra esseri umani e marmoset comune. Le parti anatomiche importanti per eseguire l'operazione come la giunzione tra la cavità dell'orecchio medio e la cavità mastoid, la posizione degli ossicini e la posizione della corda del timpano e del nervo facciale sono del tutto analoghe all'essere umano. Tuttavia, esistono alcune differenze. La cavità mastoid umana è costituito da molte cellule di aria e abbiamo bisogno di praticare queste cellule per avvicinare l'orecchio interno. Questo è chiamato "mastoidectomia" nella procedura clinica chirurgica e richiede tempo e distrugge la morfologia originale. D'altra parte, la cavità mastoid marmoset comune è quasi una singola cavità con setti di osso molto sottile e i canali semicircolari sono più grandi e arco fuori nella cavità mastoid rispetto all'anatomia umana. Queste differenze sono vantaggiose per l'amministrazione di droga dell'orecchio interno. Quando si somministrano farmaci per l'endolinfa direttamente, l'approccio del canale semicircolare è possibile effettuando una piccola finestra di HSC, come precedentemente segnalato in altre specie26. Anche se questo approccio non è stato eseguito in questo esperimento, l'HSC di uistitì di comuni può essere eseguito facilmente grazie alle sue dimensioni e la facile individuabilità. Tuttavia, prima di adottare l'approccio, il rischio di lymphorrhea, che può indurre l'indebolimento dell'udito, dovrebbe essere considerato. Supponiamo che l'approccio del canale semicircolare non è un sistema sperimentale ideale con cui valutare i livelli di ascolto dopo un'operazione. In generale, per evitare che lymphorrhea, imballaggio finestra con colla di fibrina e tessuto adiposo è efficace.

In questo caso, abbiamo messo l'accento su un'operazione meno invasiva e collocato soluzione sulla membrana rotonda della finestra senza puntura. Tuttavia, singola somministrazione non sembra efficace per fornire una dose sufficiente di un farmaco o un vettore virale a perilymph. Una soluzione semplice per questo problema è quello di fare un buco nella membrana della finestra rotonda e iniettare la soluzione direttamente. Come descritto in precedenza, tuttavia, facendo un buco nell'orecchio interno provoca lymphorrhea, che eventualmente può indurre la perdita della capacità uditiva e disfunzione vestibolare in pazienti umani, quindi questo sarà difficile applicare una regolazione clinica. Inoltre, a differenza dei roditori, uistitì originariamente vivevano sugli alberi e spostare stereoscopicamente in una gabbia di allevamento, così la disfunzione vestibolare può anche essere una complicazione di critica. Di conseguenza, in futuro, sarà importante migliorare l'efficienza di diffusione di droga senza perforare la membrana della finestra rotonda. Una possibilità è utilizzando una pompa osmotica e preparazione sostenuta. Una pompa osmotica fornirebbe l'amministrazione continua tramite un catetere cui punta è depositato sulla membrana rotonda della finestra. Attualmente, ploxamer407 e gelatina idrogel utilizzabile come sostenute preparazioni per la somministrazione di farmaci membrana rotonda della finestra. Questi dispositivi e vettori sono già utilizzati in studi clinici28,29,30,31.

In breve, questo metodo chirurgico permette di eseguire la somministrazione sicura e precisa di farmaci all'interno dell'orecchio senza perdita dell'udito in un primate, che è di grande importanza nell'ottenere pre-clinici proof of concept per ricerca traslazionale.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Gli autori non hanno nulla a rivelare.

Acknowledgments

Il lavoro è supportato da sovvenzioni per M.F. dal governo giapponese MEXT KAKENHI (24592560, 15 H 04991 e 15 K 15624) e la Fondazione di scienza di Takeda di M.F. e il Jikei University priorità ricerca fondo strategico per 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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Liberman, M. C., Kujawa, S. G. Cochlear synaptopathy in acquired sensorineural hearing loss: Manifestations and mechanisms. Hear Res. 349, 138-147 (2017).
  2. World Health Organization. Deafness and hearing loss (Fact sheet N8300). , Available from: http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs300/en/ (2015).
  3. Thompson, D. C., et al. Universal newborn hearing screening: summary of evidence. JAMA. 286 (16), 2000-2010 (2001).
  4. Wang, X. Neural coding strategies in auditory cortex. Hear Res. 229 (1-2), 81-93 (2007).
  5. Wang, X. On cortical coding of vocal communication sounds in primates. Proc Natl Acad Sci U S A. 97 (22), 11843-11849 (2000).
  6. Bendor, D., Wang, X. The neuronal representation of pitch in primate auditory cortex. Nature. 436 (7054), 1161-1165 (2005).
  7. Bendor, D., Wang, X. Neural coding of periodicity in marmoset auditory cortex. J Neurophysiol. 103 (4), 1809-1822 (2010).
  8. Eliades, S. J., Wang, X. Sensory-motor interaction in the primate auditory cortex during self-initiated vocalizations. J Neurophysiol. 89 (4), 2194-2207 (2003).
  9. Eliades, S. J., Wang, X. Dynamics of auditory-vocal interaction in monkey auditory cortex. Cereb Cortex. 15 (10), 1510-1523 (2005).
  10. Eliades, S. J., Wang, X. Neural substrates of vocalization feedback monitoring in primate auditory cortex. Nature. 453 (7198), 1102-1106 (2008).
  11. 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).
  12. 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).
  13. Sasaki, E., et al. Generation of transgenic non-human primates with germline transmission. Nature. 459 (7246), 523-527 (2009).
  14. 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).
  15. 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).
  16. 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).
  17. 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).
  18. 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).
  19. 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).
  20. Nakashima, T., et al. Disorders of cochlear blood flow. Brain Res Brain Res Rev. 43 (1), 17-28 (2003).
  21. 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).
  22. 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).
  23. 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).
  24. 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).
  25. 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).
  26. 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).
  27. 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).
  28. 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).
  29. Piu, F., et al. OTO-104: a sustained-release dexamethasone hydrogel for the treatment of otic disorders. Otol Neurotol. 32 (1), 171-179 (2011).
  30. 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).
  31. 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).

Tags

Medicina problema 132 orecchio interno dell'orecchio medio cavità mastoid nicchia della finestra rotonda marmoset comune primate perdita dell'udito
Una procedura chirurgica per l'amministrazione delle droghe all'interno dell'orecchio in un Non umano primati comune uistitì (<em>Callithrix jacchus</em>)
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Kurihara, S., Fujioka, M., Yoshida,More

Kurihara, S., Fujioka, M., Yoshida, T., Koizumi, M., Ogawa, K., Kojima, H., Okano, H. J. A Surgical Procedure for the Administration of Drugs to the Inner Ear in a Non-Human Primate Common Marmoset (Callithrix jacchus). J. Vis. Exp. (132), e56574, doi:10.3791/56574 (2018).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter