Convection Enhanced Delivery of Optogenetic Adeno-associated Viral Vector to the Cortex of Rhesus Macaque Under Guidance of Online MRI Images Convection Enhanced Delivery of Optogenetic Adeno-associated Viral Vector to the Cortex of Rhesus Macaque Under Guidance of Online MRI Images Convection Enhanced Delivery of Optogenetic Adeno-associated Viral Vector to the Cortex of Rhesus Macaque Under Guidance of Online MRI Images Conve

Résumé

Ici, nous démontrons la résonance magnétique (MR)-guidée convection a augmenté la livraison (CED) des vecteurs viraux dans le cortex comme approche efficace et simplifiée pour réaliser l'expression optogénétique à travers de grandes zones corticales dans le cerveau macaque.

Résumé

Dans l'optogénétique des primates non humains (PSN), infecter de grandes zones corticales avec des vecteurs viraux est souvent une tâche difficile et longue. Ici, nous démontrons l'utilisation de la résonance magnétique (MR)-guidée convection améliorée de livraison (CED) des vecteurs viraux optogénétiques dans les cortices somatosensory (S1) primaires (S1) et moteurs (M1) des macaques pour obtenir l'expression corticale efficace et répandue de canaux ioniques sensibles à la lumière. Des vecteurs viraux associés à l'adéno (AAV) codant l'opsine rouge-shifted il C1V1 fusionné à la protéine fluorescente jaune (EYFP) ont été injectés dans le cortex des macaques rhésus sous CED MR-guidé. Trois mois après l'infusion, la formation image épifluorescente a confirméde grandes régions de l'expression optogénétique (-130 mm 2) dans M1 et S1 dans deux macaques. En outre, nous avons pu enregistrer des réponses électrophysiologiques fiables évoquées par la lumière à partir des zones d'expression à l'aide de tableaux micro-électrocorticographiques. L'analyse histologique et l'immunostaining postérieurs contre le journaliste ont indiqué l'expression optogenetic répandue et dense dans M1 et S1 correspondant à la distribution indiquée par la formation image épifluorescente. Cette technique nous permet d'obtenir l'expression sur de grandes zones du cortex dans un délai plus court avec des dommages minimes par rapport aux techniques traditionnelles et peut être une approche optimale pour la livraison virale optogénétique chez les grands animaux tels que les PSN. Cette approche démontre un grand potentiel de manipulation au niveau du réseau des circuits neuronaux avec une spécificité de type cellulaire dans les modèles animaux évolutivement proches des humains.

Introduction

L'optogénétique est un outil puissant qui permet la manipulation de l'activité neuronale et l'étude des connexions réseau dans le cerveau. La mise en œuvre de cette technique chez les primates non humains (PSN) a le potentiel d'améliorer notre compréhension du calcul neuronal à grande échelle, de la cognition et du comportement dans le cerveau des primates. Bien que l'optogénétique a été mise en œuvre avec succès dans les PSN au cours des dernières années^1,2,^{3,4,5,6,<....}

Protocole

Toutes les procédures ont été approuvées par l'Université de Californie, San Francisco Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) et sont conformes au Guide pour le soin et l'utilisation des animaux de laboratoire. La procédure suivante a été effectuée à l'aide de deux macaques rhésus mâles adultes de 8 et 7 ans, pesant respectivement 17,5 kg et 16,5 kg (singe G et singe J).

REMARQUE : Utilisez des techniques aseptiques standard pour toutes les interventions chirurgicales.

1. Imagerie de base

1. Sédentaire et intubée l'animal et maintenir une anesthésie générale sous isoflurane (concentration a ch....

Résultats

Convection Enhanced Delivery (CED) dans le cadre de l'IRM

La propagation du vecteur viral a été surveillée lors de l'infusion de DEC sous la direction d'images MR en ligne (figure 3A). Dans cette étude, S1 et M1 de deux singes ont été ciblés (Figure 3B). Les volumes de distribution tridimensionnels ont été estimés dans une analyse post-hoc des images MR.......

Discussion

Ici, nous dénoncons une technique faisable et efficace pour réaliser l'expression optogénétique à grande échelle dans le cortex somatosensoriel et moteur primaire de NHP par LE CED MR-guidé. L'utilisation du CED MR-guidé présente des avantages significatifs au-dessus des méthodes traditionnelles de perfusion virale dans le cerveau de NHP. Un tel avantage est la capacité d'atteindre l'expression sur de grandes zones avec moins d'infusions requises. Par exemple, avec des méthodes conventionnelles, des injections multiples .......

Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article

Nom	Entreprise	Numéro de catalogue	Commentaires
Tube IV haute pression de 0,2 ml	Smiths Medical Inc., Dublin, OH, États-Unis	533640
Tube en silice de 0,32 mm de diamètre intérieur, 0,43 mm de diamètre extérieur Tube en silice	1068150027
de 0,45 mm de diamètre intérieur, 0,76 mm de diamètre extérieur Tube en silice	Polymicro Technologies	1068150625
AAV2.5-CamKII-C1V1-EYFP	Penn Vector Core, Université de Pennsylvanie
ABS plastique	Stratasys, MN, USA	ABSplus-P430
Champ incisé antimicrobien	3M	6650EZ	Ioban Drape
Acrylique Dentaire	Henry Schein, Inc.	1013117	Ascenseurs d’agent de liaison acrylique
	VWR International, LLC.	10196-564	Langenbeck Élévateur, pointe large
Suture fine	McKesson Medical-Surgical Inc.
Gadoteridol	Prohance, Bracco Diagnostics, Princeton, NJ	0270-1111-04
Laser pour la stimulation lumineuse	Omicron-Laserage, Allemagne	PhoxX 488-60
Compatible MR Seringue 3 cc	Appareil de Harvard, Holliston, MA, USA	59-8377
Logiciel d’imagerie MR	Pixmeo	OsiriX MD 10.0
Compatible MR Pompe	Harvard apparatus, Holliston, MA, USA	Harvard PHD 2000
Cadre stéréotaxique compatible MR	KOPF	1430M MRI
Perifix Clamp Style Catheter Connector	B-Braun, Bethlehem, PA, USA	N/A
Vis en plastique	Plastiques 1	0-80 x 1/	8N Vis en nylon
Vis en titane	Crist Instrument Co., Inc.	6-YCX-0312	Vis à os autotaraudeuses
Trephine	GerMedUSA Inc,SKU	:GV70-42
uPrinter SE Imprimante 3D	Stratasys, MN, USA	N/A
Capsule de vitamine E	Pure Encapsulations, LLC.	DE1
Gélatine résorbable stérile humide	Pfizer Inc.	AZL0009034201	Gelfoam

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