Her beskriver vi canalostomy procedure, som tillader lokale medicinafgivelse indre ører af voksne og neonatal mus gennem halvrunde kanalen med minimal skade til høring og vestibulære funktion. Denne metode kan bruges til podes virale vektorer, farmaceutiske produkter og små molekyler i mus indre øre.
Lokal levering af terapeutiske lægemidler i det indre øre er en lovende behandling for indre øre sygdomme. Injektion gennem halvrunde kanaler (canalostomy) har vist sig at være en nyttig tilgang til lokale medicinafgivelse ind i det indre øre. Målet med denne artikel er at beskrive i detaljer, de kirurgiske teknikker, der er involveret i canalostomy i både voksen og neonatal mus. Som anført af fast-grønne farvestof og adeno-associeret virus serotype 8 med grøn fluorescerende proteiner-gen, canalostomy lettes bred fordeling af injicerede reagenser i cochlea og vestibulære slutningen-organer med minimal skade til høring og vestibulære funktion. Operationen blev succesfuldt implementeret i både voksen og neonatal mus; faktisk, flere operationer kan udføres hvis det kræves. Afslutningsvis, canalostomy er en effektiv og sikker tilgang til medicinafgivelse indre ører af voksne og neonatal mus og kan bruges til at behandle menneskelige indre øre sygdomme i fremtiden.
Sensorineural høre tab og vestibulær dysfunktion påvirker et betydeligt antal patienter og er tæt forbundet med indre øre lidelser. Levering af terapeutiske lægemidler i det indre øre viser løfte til behandling af indre øre lidelser. En systemiske eller lokale tilgang kan bruges til at levere narkotika ind i det indre øre. Nogle indre øre sygdomme behandles med held med systemisk drug administration, såsom idiopatisk pludselige høretab, som er almindeligt behandles med systemisk steroid1. Derudover viste Lentz et al. , at systemisk administration af antisense oligonukleotid var i stand til at forbedre hørelse og balance funktioner i Ush1c mutant musen model2. Men en stor del af indre øre sygdomme er ikke effektivt behandles systemisk drug administration på grund af blod-labyrint barriere, som begrænser narkotika adgang til det indre øre3,4. Derimod kan lokale drug delivery strategier behandle indre øre lidelser mere effektivt. Ja, det indre øre er potentielt et ideelt mål for lokale medicinafgivelse; Det er fyldt med væske, som fremmer formidling af stoffet efter one-site diffusion eller injektion, og det er relativt isoleret fra nærliggende organer, som begrænser bivirkninger5,6.
Lokale drug delivery strategier omfatter intratympanic og intralabyrinthine metoder. Effektiviteten af den intratympanic rute bygger i vid udstrækning på narkotikamisbrug permeabilitet gennem det runde vindue membran (RWM) og opholdstid af lægemidlet på RWM3,4,7,8. Det er således ikke egnet til leveringen af narkotika eller reagenser, der ikke kan trænge igennem RWM. Intralabyrinthine metoder indebærer podning af medicin direkte ind i det indre øre, resulterer i en høj dosis og udbredt distribution. Men intralabyrinthine metoder kræver delikat operationer og er invasiv, fører til skader på indre øre funktion. I øjeblikket, bruges intralabyrinthine injektion af narkotika kun i dyreforsøg, som det ikke er påvist for at være tilstrækkeligt sikker til brug i mennesker9. Derfor, kirurgiske procedurer bør forenkles, og nedsættes risikoen for skade for at oversætte intralabyrinthine tilgange til klinikken.
Flere intralabyrinthine metoder er blevet vurderet i dyr ved injektion gennem RWM5,10,11 og ind i scala media12,13,14, scala tympani 15 , 16, scala forhallen17, halvrunde kanaler16,18,19,20og endolymphatic sac21. Hver af disse metoder har fordele og ulemper6. Levering gennem RWM er atraumatisk i neonatal mus5,22. Dog er milde høretab observeret hos voksne mus efter RWM injektion23, muligvis på grund af mellemøret effusion efter kirurgi24. Scala media injektion, der indebærer injektion af reagenset direkte i af endolymphatic rum sensoriske epitel, opnår en høj reagens koncentration i målet ende-organer12,14, 25 , 26. men denne tilgang kræver en kompliceret procedure og resulterer i betydelig udvidelse af høringen tærskel, hvis udført senere end postnatal dag 5 (P5)25,27, hvilket begrænser dets anvendelse.
I forhold til de ovennævnte intralabyrinthine tilgange, forårsager canalostomy minimal skade det indre øre, især i voksen mus16,18,28,29,30, som er vigtig for vurderingen af beskyttende effekter og translationel aspekter. Derudover i gnavere, er halvrunde kanaler placeret ud over bulla, som letter kirurgiske procedurer og forebygger forstyrrelser af mellemøret under kirurgi. I klinikken bruges halvrunde kanalen operationer for genstridig benign paroxysmal positional vertigo31,32,33, tyder på den kliniske feasibility af canalostomy. Da det først blev beskrevet af Kawamoto mfl. 16 i 2001, canalostomy har været brugt til at levere forskellige reagenser, såsom virale vektorer, siRNA, stamceller og aminoglycosid, i den murine indre øre18,19,28,29 ,34,35,36,37. Podning af adeno-associeret virus (AAV) vektorer af canalostomy aktiverer overekspression af udefrakommende gener i sensoriske epitel og primære neuroner i cochlea og vestibulære slutningen-organer18,28, 29,30. Whirlin genterapi af canalostomy genskaber balancen funktion og forbedrer hørelse i en musemodel af menneskelige Usher syndrom19, tyder på, at canalostomy er nyttigt for studier af genterapi for genetiske cochleovestibular sygdomme. Transplantation af mesenkymale stamceller af canalostomy resulterer i reorganiseringen af cochlear fibrocytes og hørelse opsving i en rotte model af akut sensorineural hearing tab35. Derudover canalostomy kan bruges til at indføre aminoglycosider i det indre øre at etablere vestibulære læsioner18,34,38, og flere injektioner kan udføres, hvis det kræves18 , 34.
I denne artikel beskriver vi i detaljer, canalostomy teknikker i voksen og neonatal mus. Vi inokuleres forskellige reagenser, herunder hurtig-grønne farvestof og AAV serotype 8 (AAV8), sammen med de grønne fluorescerende proteiner (NGL) genet (AAV8-NGL) og streptomycin, i mus indre øre til at vurdere de umiddelbare og langsigtede resultater efter canalostomy.
I denne undersøgelse viste vi, at narkotika levering af canalostomy resulterede i omfattende udbredelse af reagens i hele cochlea og vestibulære slutningen-organer. Som en indre øre gen leveringsmetode resulterede canalostomy i normal god landbrugspraksis udtryk for indre ørerne af voksne og neonatal mus med minimal skade til høring og vestibulære funktion. Desuden kan flere injektioner let udføres i samme dyr.
En af de største styrker i canalostomy er, at det forårsager minimal skade…
The authors have nothing to disclose.
Dette arbejde blev støttet af den National Natural Science Foundation of China (grant numre 81570912, af 81771016, 81100717).
Polymide Tubing | A-M Systems | 823400 | |
Polyethylene Tubing | Scientific Commodities Inc. | BB31695-PE/1 | |
10μl Microsyringe | Hamilton Company | 80001 | |
Xylazine HCL | Sigma-Aldrich Co. Llc. | X-1251 | |
Operating Miroscope | Carl Zeiss Optical LLC. | Pico | |
Micro Forceps | Dumont Dumostar | 10576 | |
Fast-green Dye | Sigma-Aldrich Co. Llc. | F7252 | |
AAV8-GFP | BioMiao Biological Technology Co. Ltd (Beijing, China) | 20161101 | Titer: 2×10e12 vg/mL |
Streptomycin Sulfate | Sigma-Aldrich Co. Llc. | S9137 | |
Microinjection Pump | Stoelting Co. | 789100S | |
Electric Pad | Pet Fun | 11072931136 | |
1 cc Syringe | Mishawa Medical Industries Ltd. (Shanghai, China) | 2011-3151258 | |
Ketamine HCL | Gutian Pharmaceutical Co., Ltd. (Fujian, China) | H35020148 | |
Electric Animal Clipper | Codos Electrical Appliances Co., Ltd. (Guangdong, China) | CP-8000 | |
Cotton Pellet | Yatai Healthcare Ltd. (Henan, China) | Yu-2008-1640081 | |
Suture | Shanghai Pudong Jinhuan Medical Products Co., Ltd. (Shanghai, China) | Hu-2013-2650207 | |
Eye Ointment | Beijing Shuangji Pharmaceutical Ltd. (Beijng China) | H11021270 |