Kriyoprezervasyon sonrası hESC kaynaklı fotoreseptör progenitör hücrelerin hazırlanması ve bu hücrelerin rd10 farelerde retina altı verilmesi için ayrıntılı bir protokol tanımladık.
Yöntem makalesi
* These authors contributed equally
Kriyoprezervasyon sonrası hESC kaynaklı fotoreseptör progenitör hücrelerin hazırlanması ve bu hücrelerin rd10 farelerde retina altı verilmesi için ayrıntılı bir protokol tanımladık.
İnsan pluripotent kök hücreleri kullanılarak fotoreseptör hücrelerin rejenerasyonu, hem kalıtsal hem de yaşlanan retina hastalıklarının ileri evrelerde tedavisi için umut verici bir tedavidir. İnsan rekombinant retinaya özgü laminin izoform matrisinin, insan embriyonik kök hücrelerinin (hESC'ler) fotoreseptör progenitörlerine farklılaşmasını destekleyebildiğini gösterdik. Ek olarak, bu hücrelerin subretinal enjeksiyonu, rd10 kemirgen ve tavşan modellerinde kısmi restorasyon göstermiştir. Subretinal enjeksiyonun, hedef boşluğa yakınlığı nedeniyle gözün fotoreseptör hücrelerine ve retina pigmentli epitel (RPE) tabakasına farmasötik bileşikler vermek için kullanılan yerleşik bir yöntem olduğu bilinmektedir. Ayrıca, retina hastalıklarını tedavi etmek için adeno ile ilişkili viral vektörleri retina altı boşluğa iletmek için de kullanılmıştır. Fare modelindeki farmasötik bileşiklerin ve hücrelerin retina altı iletimi, murin göz küresinin boyutundaki kısıtlama nedeniyle zordur. Bu protokol, genetik retinitis pigmentosa mutant, rd10 farelerinde hESC'den türetilen fotoreseptör progenitör hücrelerin enjeksiyon için hazırlanması ve bu hücrelerin retina altı dağıtım tekniği için ayrıntılı prosedürü açıklar. Bu yaklaşım, hedeflenen bölgeye, özellikle de fotoreseptör dejenerasyonuna yol açan hastalıkların meydana geldiği retinanın dış nükleer tabakasına hücre tedavisine izin verir.
Kalıtsal retina hastalıkları ve yaşa bağlı makula dejenerasyonu, fotoreseptör hücre kaybına ve sonunda körlüğe yol açar. Retina fotoreseptörü, fototransdüksiyondan (yani ışığın nöronal sinyallere dönüştürülmesinden) sorumlu özel hücrelerden oluşan retinanın dış segment tabakasıdır. Çubuk ve koni fotoreseptör hücreleri, retina pigmentli tabakaya (RPE) bitişiktir1. Hücre kaybını telafi etmek için fotoreseptör hücre replasman tedavisi ortaya çıkan ve gelişen bir terapötik yaklaşım olmuştur. Hasarlı fotoreseptör hücrelerini restore etmek için embriyonik kök hücreler (ESC'ler)2,3,4, indüklenmiş pluripotent kök hücreler (iPSC'ler) kaynaklı RPE hücreleri ve retinal progenitör hücreler (RPC'ler)4,5,6,7,8 kullanıldı. Retina ve RPE arasında sınırlı bir boşluk olan sub-retinal boşluk, çevresi nedeniyle hasarlı fotoreseptör hücreleri, RPE ve Mueller hücrelerini değiştirmek için bu hücreleri biriktirmek için çekici bir yerdir 9,10,11.
Gen ve hücre tedavileri, klinik öncesi çalışmalarda çeşitli retina hastalıkları için rejeneratif tıp için retina altı boşluğu kullanmaktadır. Bu, genin veya gen düzenleme araçlarının fonksiyonel kopyalarının anti-sens oligonükleotid tedavisi12,13 veya CRISPR/Cas9 veya adeno-ilişkili virüs (AAV) tabanlı strateji 14,15,16 yoluyla baz düzenleme, materyallerin implantasyonu (örneğin, RPE tabakası, retina protezleri 17,18,19) ve farklılaşmış kök hücre kaynaklı retinal organoidler 20,21,22 retina ve RPE ile ilişkili hastalıkları tedavi etmek için. RPE65 ile ilişkili Leber konjenital amauroz (LCA) 23,24, CNGA3 ile ilişkili akromatopsi25, MERTK ile ilişkili retinitis pigmentosa26, koroideremi 27,28,29,30 tedavi etmek için retina altı boşlukta hESC-RPE 31 kullanan klinik çalışmalar etkili bir yaklaşım olduğu kanıtlanmıştır. Hücrelerin hasarlı alanın çevresine doğrudan enjeksiyonu, uygun bölgede hücre yerleşimi, sinaptik entegrasyon ve nihai görsel iyileşme şansını büyük ölçüde artırır.
İnsan ve iri gözlü modellerde (yani domuz 32,33,34,35, tavşan36,37,38,39,40 ve insan olmayan primat 41,42,43) retina altı enjeksiyon yapılmış olsa da, murin modelinde bu tür bir enjeksiyon, göz küresi boyutunun kısıtlanması ve muazzam olması nedeniyle hala zordur. fare gözünü işgal eden lens 44,45,46. Bununla birlikte, genetiği değiştirilmiş modeller büyük hayvanlarda (yani tavşanlarda ve insan olmayan primatlarda) değil, yalnızca küçük hayvanlarda kolayca bulunur, bu nedenle farelerde retina altı enjeksiyon, retinal genetik bozukluklarda yeni terapötik yaklaşımları araştırmak için dikkat çekmektedir. Hücreleri veya AAV'leri retina altı boşluğa iletmek için trans-kornea yolu, trans-skleral yol ve pars plana yolu olmak üzere üç ana yaklaşım kullanılmaktadır (Bkz. Şekil 2). Transkorneal ve transskleral yollar katarakt oluşumu, sineşi, koroid kanaması ve enjeksiyon bölgesinden reflü ile ilişkilidir 11,44,45,47,48,49. Enjeksiyon işleminin doğrudan görselleştirilmesi olarak pars plana yaklaşımını benimsedik ve enjeksiyon bölgesi mikroskop altında gerçek zamanlı olarak elde edilebiliyor.
Yakın zamanda, rekombinant insan retinasına özgü laminin izoformu LN523 kullanılarak ksenofree, kimyasal olarak tanımlanmış koşullar altında insan embriyonik kök hücrelerini (hESC'ler) fotoreseptör progenitörlerine farklılaştırabilen bir yöntem tanımladık. LN523'ün retinada mevcut olduğu tespit edildiğinden, insan retinasının hücre dışı matriks nişinin in vitro olarak özetlenebileceğini ve böylece hESC'lerden36 fotoreseptör farklılaşmasını destekleyebileceğini varsaydık. Tek hücreli transkriptomik analiz, koni-çubuk homeobox ve recoverin'i birlikte eksprese eden fotoreseptör progenitörlerinin 32 gün sonra üretildiğini gösterdi. Otozomal insan retinitis pigmentosa'yı taklit eden bir retina dejenerasyonu 10 (rd10) mutant fare modeli, 32 hESC'den türetilen fotoreseptör progenitörlerinin etkinliğini in vivo olarak değerlendirmek için kullanıldı. hESC'den türetilen fotoreseptör progenitör hücreler, fotoseptör disfonksiyonu ve dejenerasyonunun devam ettiği P20'de rd10 farelerin retina altı boşluğuna enjekte edildi36. Burada, kriyoprezervasyon sonrası hESC türevi fotoreseptör progenitörlerinin hazırlanması ve rd10 farelerin retina altı boşluğuna verilmesi için ayrıntılı bir protokol açıklıyoruz. Bu yöntem aynı zamanda farelerde AAV'leri, hücre süspansiyonlarını, peptitleri veya kimyasalları retina altı boşluğa uygulamak için de kullanılabilir.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
İn vivo deneyler, SingHealth Kurumsal Hayvan Bakımı ve Kullanımı Komitesi (IACUC) ve Görme ve Oftalmoloji Araştırmaları Derneği (ARVO) tarafından Oftalmik ve Görme Araştırmalarında hayvanların kullanımına ilişkin Bildiri tarafından onaylanan kılavuzlara ve protokole uygun olarak yapılmıştır. Yavrular, siklosporin (260 g / L) içeren içme suyuyla beslenerek P17'den (nakil öncesi) P30'a (nakil sonrası) kadar immünosuprese edildi.
1. Kriyoprezervasyon sonrası 32. gün hESC'den türetilen fotoreseptör progenitörlerinin hazırlanması
2. rd10 farelerde hESC'lerin retina altı verilmesi
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
10 μL'lik cam şırınga, üreticinin talimatlarına göre monte edilmiştir (Şekil 1) ve hücre süspansiyonunu/ortamını iletmek için kullanılan kör iğne Şekil 1B'de gösterilmektedir. Subretinal enjeksiyon için farklı yaklaşımlar Şekil 2'de gösterilmektedir. Bu protokolde pars plana yaklaşımını açıklıyoruz (Şekil 2C). Bir cam şırıngaya monte edilen künt iğne, bir sklerotomi yarasından sokuldu ve dünya çapında r...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Subretinal enjeksiyon, RPE ve retina hastalıklarını tedavi etmek için hücre süspansiyon transplantasyonu için kullanılmıştır 23,25,26,27,28,31,40. Bu yaklaşım, kemirgen çalışmalarında sadece hücre nakli ve gen tedavisi yaklaşımları için değil, aynı zamanda retina hastalıkları için yeni terap...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Hwee Goon Tay, Alder Therapeutics AB'nin kurucu ortağıdır. Diğer yazarlar herhangi bir çıkar çatışması beyan etmezler.
Wei Sheng Tan, Luanne Chiang Xue Yen, Xinyi Lee ve Yingying Chung'a, kriyoprezervasyondan sonra 32 hESC'den türetilmiş fotoreseptör progenitörlerinin hazırlanması için teknik yardım sağladıkları için teşekkür ederiz. Bu çalışma kısmen Ulusal Tıbbi Araştırma Konseyi Genç Araştırmacı Araştırma Hibe Ödülü (NMRC/OFYIRG/0042/2017) ve Ulusal Araştırma Vakfı24'üncü Rekabetçi Araştırma Programı Hibesi (CRP24-2020-0083) tarafından HGT'ye verilen hibelerle desteklenmiştir.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| % 0.3 Tobramisin | Novartis | NDC & nbsp; 0078-0813-01 | Tobrex (3.5 g) |
| % 0.3 Tobramisin ve% 0.1 Deksametazon | Novartis | NDC 0078-0876-01 | Tobradex (3.5 g) |
| % 0.5 Proparakain hidroklorür | Alcon | NDC 0998-0016-15 | % 0.5 Alcaine (15 mL) |
| 1 mL Tüberkülin şırıngası | Turemo | SS01T2713 | |
| % 1 Tropicamide | Alcon | NDC 0998-0355-15 | % 1 Midriasil (15 mL) |
| % 2.5 Fenilefrin hidroklorür | Alcon | NDC 0998-0342-05 | % 2.5 Mydfrin (5 mL) |
| 24 oyuklu doku kültürü plakası | Costar | 3526 | |
| 30 G Tek kullanımlık iğne | Becton Dickinson (BD) | 305128 | |
| 33 G, 20 mm uzunlukta künt iğneler | Hamilton | 7803-05 | |
| Otomatik Hücre Sayacı | NanoEnTek | Model: Havva | |
| A Vitamini Içermeyen B27 | Yaşam Teknolojileri | 12587001 | %236 |
| Buprenorfin | Ceva | Veterjezik veteriner (0.3 mg/mL) | |
| CKI-7 | Sigma | C0742 | 5 & mikro; İçme suyunda M36 |
| Siklosporin | Novartis | 260 g/L | |
| Gün 32 hESC'den türetilmiş fotoreseptör progenitör hücreler | DUKE-NUS Tıp Fakültesi | İnsan embriyonik kök hücreleri 32 gün boyunca farklılaşır. Ref 36'daki protokole bakınız. | |
| Gazlı | Bez Kazanan Sanayi Co., Ltd. | 1SNW475-4 | |
| Glasgow Minimum Temel Orta | Gibco | 11710– 035 | |
| hESC hücre hattı H1 | WiCell Araştırma Enstitüsü | WA01 | |
| İnsan beyninden türetilmiş nörotrofik faktör (BDNF) | Peprotech | 450-02-50 | 10 ng/mL36 |
| >İnsan siliyer nörotrofik faktör (CNTF) | Prospec-Tany Technogene | CYT-272 | 10 ng/mL36 |
| Ketamin hidroklorür (100 mg/mL) | Ceva Santé Animale | KETALAB03 | |
| LN-521 | Biolamina | LN521-02 | 1 & mikro; g36 |
| >mFreSR | KÖK HÜCRE Teknolojileri | 5854 | |
| Mikrolitre cam şırınga (10 mL) | Hamilton | 7653-01 | |
| N-[N-(3,5-diflorofenasetil-L-alanil)]-S-fenilglisin t-butil ester (DAPT) | Selleckchem | S2215 | 10 & M36 |
| N-2 takviyesi | Yaşam Teknolojileri | A13707-01 | %136 |
| Esansiyel olmayan amino asitler (NEAA) | Gibco | 11140– 050 | 1x36 |
| NutriStem XF Media | Satorius | 05-100-1A | |
| Çalışma mikroskobu | Zeiss | OPMI LUMERA 700 | Dahili iOCT fonksiyonlu |
| PRDM (Fotoreseptör farklılaşma ortamı, 50ml) | DUKE-NUS Tıp Fakültesi | Bkz. medya kompozisyonu36. Bazal Orta, 10 & M DAPT, 10 ng/mL BDNF, 10 ng/mL CNTF, 0.5 ve mikro; M Retinoik asit, %2 B27 ve %1 N2. Bazal Ortam: 1x GMEM, 1 mM sodyum piruvat, 0.1 mM B-merkaptoetanol, 1x Esansiyel olmayan amino asitler (NEAA). | |
| Piruvat | Gibco | 11360– 070 | 1 mM36 |
| Rd10 fareler | Jackson Laboratuvarı | B6. CXB1-Pde6brd10/J fareler | Cinsiyet: erkek/dişi, Yaş: P20 (enjeksiyon), Ağırlık: 3-6 g |
| Retinoik asit | Tocris Bioscience | 0695/50 | 0.5 & M36 |
| Yuvarlak Kapak Slipi (12 mm) | Fisher Scientific | 12-545-80 | |
| SB431542 | Sigma | S4317 | 0.5 & mikro; M36 |
| >Vidisic Jel (10 g) | Dr. Gerhard Mann | ||
| Ksilazin hidroklorür (20 mg/mL) | Troy Laboratories | LI0605 | |
| β-merkaptoetanol | Yaşam Teknolojileri | 21985– 023 | 0,1 mM36 |
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Bu JoVE makalesinin metnini veya şekillerini yeniden kullanmak için izin iste
İzin iste