Summary

Mongolske gerbils som en dyremodell for sårheling

Published: January 06, 2023
doi:

Summary

Denne artikkelen beskriver en ny dyremodell utviklet for å studere anatomi og histologi av hornhinnen og dens helbredende prosesser. Denne nye dyremodellen bruker den mongolske gerbilen, som har en hornhinne med mange likheter med den menneskelige hornhinnen.

Abstract

Kornealsårhelingsstudier har blitt utført i lang tid og har bidratt til å redusere lidelse og utvikle behandlinger som bidrar til å forbedre pasientens øyehelse. Historisk sett har hornhinneheling blitt studert hos gnagere som mus og rotter, men disse modellene kan ikke helt etterligne menneskelige lidelser. Imidlertid er informasjon om andre gnagere som mongolske gerbils (Meriones unguiculatus) lite i hornhinneforskning.

Her beskriver vi en teknikk for å utvikle en ny dyremodell for å studere hornhindehelbredelse etter fotorefraktiv keratektomi. På grunn av den begrensede litteraturen som er tilgjengelig om hornhinnen til M. unguiculatus, beskriver vi også en histologisk analyse av normal hornhinne. Disse forskningsteknikkene kan også brukes i studiet av øyesykdommer på grunn av likheten mellom hornhinnen til mongolske gerbils og mennesker når det gjelder genetikk, anatomi og fysiologi.

Introduction

Noen av de viktigste aspektene ved hornhinnen sårheling, som er viktige bekymringer for fremre segmentkirurgi, er integriteten til epitelarkitekturen, vedlikehold av hornhinnen stroma gjennomsiktighet, og til slutt utfallet når det gjelder brytningsegenskapene til hornhinnen1.

Hornhinnen er det ytterste klare vevet på forsiden av øyebollet og er derfor utsatt for traumer, infeksjoner og brannskader; Den svekkede helbredelsen av disse sårene kan kompromittere visuell helse2.

For tiden er flere dyremodeller tilgjengelige for å studere hornhindehelbredelse, og noen av dem er bedre enn andre, avhengig av arten og typen mekanisme som skal studeres1. Det er noen få registreringer av tidligere undersøkelser på netthinnen til gerbils2. Men så langt er det ingen publisert litteratur om arrdannelsesprosessene i hornhinnen til disse gnagere.

Her presenterer vi Meriones unguiculatus (mongolsk gerbil) som en dyremodell for sårheling i hornhinnen. Prosedyrer for å fremkalle hornhinneheling etter fotorefraktiv keratektomi er beskrevet, noe som gjør at vi kan studere de forskjellige typer hornhinde-arrdannelsesprosesser, forstå sårheling når det gjelder de dynamiske faser av levende vev, og til slutt planlegge passende fremtidige behandlinger3. Fototerapeutisk keratektomi er en svært reproduserbar teknikk med mulighet for nøyaktig å kontrollere parametere som dybden og diameteren av hornhinneskaden4. Videre krever denne teknikken ikke prosedyrer med kirurgiske instrumenter eller kjemiske løsninger (f.eks. Saltoppløsning, formalin, alkohol, etc.) som kan legge til variabler som er spesifikke for instrumentene eller for operatøren som utfører prosedyren5.

Tre 6 måneder gamle mannlige gerbils av lignende størrelser og vekter (ca. 90 g) ble brukt til eksperimentet som ble presentert i denne artikkelen. Prosedyrene ble bare utført i høyre øyne. En gerbil (referert til som gerbil 1 eller kontroll) gjennomgikk ikke fototerapeutisk keratektomi og ble enukleert for å evaluere alle de normale okulære strukturer. Fototerapeutisk keratektomi innebærer kontrollert levering av excimer lasergenerert ultrafiolett lys til hornhinnen og ble utviklet for å utføre brytningskirurgi6. Det har blitt brukt i andre gnagere, for eksempel mus7. De to andre gerbils ble utsatt for fototerapeutisk keratektomi. En av dem ble enukleert ved 24 timer (referert til som gerbil 2) og den andre ved 96 timer etter operasjonen (referert til som gerbil 3).

For å utføre dette eksperimentet ble en gerbil valgt tilfeldig filmet for hver tilstand som skulle studeres, men dette eksperimentet ble tidligere utført med 16 gerbils totalt for hver tilstand. Av redigeringsgrunner ble det besluttet å bruke en tilfeldig valgt gerbil for hver tilstand (tre gerbils totalt) som et eksempel.

Hovedmålet med denne forskningen er å utforske den beste dyremodellen som er tilgjengelig. Det er imidlertid viktig å merke seg at ikke alle arter har øyeegenskaper som ligner på det menneskelige øye8. Denne artikkelen beskriver metoden som brukes til å studere hornhinnen til Meriones unguiculatus og prosedyren som utføres for å generere hornhinneskaden, noe som gjør at vi kan studere helingsprosessen.

Protocol

Alle forskningsprosedyrer ble godkjent av “Institutional Commission for the Care and Use of Laboratory Animals” ved Universidad Católica de Córdoba og fulgte National Research Council Guide for omsorg og bruk av forsøksdyr. Disse prosedyrene ble også godkjent av myndighetene i “Facultad de Ciencias de la Salud” ved Universidad Católica de Córdoba og “Instituto de la Visión Cerro”. 1. Gerbil håndtering og anestesi MERK: Alle dyrene var spesifik…

Representative Results

I denne studien ble hele hornhinnestrukturen grundig analysert ved hjelp av histologiske teknikker og komplementære studier av det fremre segmentet, for eksempel optisk koherenstomografi. Bildeanalysen ved hjelp av optisk koherenstomografi av de fremre segmentstrukturene viser et normalt epitel og stroma (figur 1), med henholdsvis sentrale og perifere hornhinnetykkelser på henholdsvis 160 μm og 106 μm ± 2 μm. Andre publikasjoner har også vist at hornhinnen til andre gnagere blir tynne…

Discussion

Fysiologien til hornhinnen sårheling er en balanse mellom vevregenerering og vedlikehold av homeostase. Overdreven sårheling kan føre til fibrose og arrdannelse, noe som til slutt kan føre til tap av organfunksjon. Med den raske utviklingen av hornhinnekirurgiske prosedyrer, kan viktigheten av å forstå hornhinnesårheling og de fysiologiske og patologiske hendelsene som er involvert, ikke overvurderes11.

Flere forskningsarbeid hevder at gerbils har mange sensoris…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Vi vil gjerne takke ingeniør Rodrigo de la Fuente for hans uvurderlige hjelp og tekniske støtte. Vi takker også María Eugenia Corbela for fortellingen og Priscilla Hazrún for utgaven av figurene. Hugo Luján tillot oss å bruke fasilitetene ved Senter for forskning og utvikling i immunologi og smittsomme sykdommer (CIDIE).

Materials

Anesthesia Tododrogas
Eppendorf tubes Tododrogas
Excimer Laser Technolas 2022445
Fluorescein Poen
Forceps Ofcor 3339
Formaldehyde Tododrogas
Gloves Tododrogas
Ketamine  Sigma-Aldrich
Optical coherence tomography Optovue 659007
Proparacaine Poen
Scisors Ofcor 3336
Sterile drapes Soporte hospitalario
Sterile gauzes Soporte hospitalario
Syringes and needles Tododrogas
Xylazine  Sigma-Aldrich 

References

  1. Kuo, I. C. Corneal wound healing. Current Opinion in Ophthalmology. 15 (4), 311-315 (2004).
  2. Agrawal, V. B., Tsai, R. J. Corneal epithelial wound healing. Indian Journal of Ophthalmology. 51 (1), 5-15 (2003).
  3. Lu, L., Reinach, P. S., Kao, W. W. Corneal epithelial wound healing. Experimental Biology and Medicine. 226 (7), 653-664 (2001).
  4. Rathi, V. M., Vyas, S. P., Sangwan, V. S. Phototherapeutic keratectomy. Indian Journal of Ophthalmology. 60 (1), 5-14 (2012).
  5. Baumeister, M., Bühren, J., Ohrloff, C., Kohnen, T. Corneal re-epithelialization following phototherapeutic keratectomy for recurrent corneal erosion as in vivo model of epithelial wound healing. Ophthalmologica. 223 (6), 414-418 (2009).
  6. Fagerholm, P. Phototherapeutic keratectomy: 12 years of experience. Acta Ophthalmologica Scandinavica. 81 (1), 19-32 (2003).
  7. Mohan, R. R., Stapleton, W. M., Sinha, S., Netto, M. V., Wilson, S. E. A novel method for generating corneal haze in anterior stroma of the mouse eye with the excimer laser. Experimental Eye Research. 86 (2), 235-240 (2008).
  8. Shah, D., Aakalu, V. K. Murine corneal epithelial wound modeling. Methods in Molecular Biology. 2193, 175-181 (2021).
  9. Zorio, D. A. R., et al. De novo sequencing and initial annotation of the Mongolian gerbil (Meriones unguiculatus) genome. Genomics. 111 (3), 441-449 (2019).
  10. Kalha, S., Kuony, A., Michon, F. Corneal epithelial abrasion with ocular burr as a model for cornea wound. Journal of Visualized Experiments. (137), e58071 (2018).
  11. Yang, S., et al. The electroretinogram of Mongolian gerbil (Meriones unguiculatus.): Comparison to mouse. Neuroscience Letters. 589, 7-12 (2015).
  12. Baker, A. G., Emerson, V. F. Grating acuity of the Mongolian gerbil (Meriones unguiculatus). Behavioural Brain Research. 8 (2), 195-209 (1983).
  13. Govardovskii, V. I., Röhlich, P., Szél, A., Khokhlova, T. V. Cones in the retina of the Mongolian gerbil, Meriones unguiculatus: An immunocytochemical and electrophysiological study. Vision Research. 32 (1), 19-27 (1992).
  14. Zanandréa, L. I., Oliveira, G. M., Abreu, A. S., Pereira, F. E. Ocular lesions in gerbils (Meriones unguiculatus) infected with low larval burden of Toxocara canis: Observations using indirect binocular ophthalmoscopy. Revista da Sociedade Brasileira de Medicina Tropical. 41 (6), 570-574 (2008).
  15. Cheng, S., et al. Enhancement of de novo sequencing, assembly and annotation of the Mongolian gerbil genome with transcriptome sequencing and assembly from several different tissues. BMC Genomics. 20 (1), 903 (2019).
  16. Henriksson, J. T., McDermott, A. M., Bergmanson, J. P. Dimensions and morphology of the cornea in three strains of mice. Investigative Ophthalmology and Visual Science. 50 (8), 3648-3654 (2009).
  17. Panagiotopoulos, M., Gan, L., Fagerholm, P. Stroma remodelling during healing of corneal surface irregularities induced by PTK. Acta Ophthalmologica Scandinavica. 85 (4), 387-394 (2007).

Play Video

Cite This Article
Osaba, M., Gonzalez Castellanos, J. C., Sambuelli, G. M., Reviglio, V. E. Mongolian Gerbils as an Animal Model of Wound Healing. J. Vis. Exp. (191), e63323, doi:10.3791/63323 (2023).

View Video