Интравитреальные инъекции проводились в овечий глаз с целью доставки вирусно-опосредованной генной терапии к сетчатке.
Существует несколько методов доставки терапевтических средств к сетчатке, включая интравитреальное (IVT), субретинальное, супрахориоидальное, периокулярное или местное введение. Доставка препарата IVT включает инъекцию в стекловидное тело глаза, желатиновое вещество, которое заполняет заднюю камеру глаза и поддерживает форму глазного шара. Хотя путь IVT менее специфичен, чем субретинальная доставка, он гораздо менее инвазивный и широко используется в клинических условиях для ряда глазных заболеваний.
Ранее мы продемонстрировали эффективность интравитреальной доставки продукта генной терапии, опосредованного аденоассоциированным вирусом (AAV) (AAV9. CLN5) у овец с естественной формой CLN5 нейронального цероидного липофусциноза (NCL). Пораженные овцы получали генную терапию IVT в одном глазу, а другой необработанный глаз служил внутренним контролем. Структура и функция сетчатки сохранялись в обработанном глазу в течение 15 месяцев после лечения, в то время как необработанный глаз демонстрировал прогрессирующее снижение функции и тяжелую атрофию во время патологоанатомического исследования. Основываясь на исследованиях на овцах, продукт генной терапии CLN5 был одобрен в качестве кандидата в исследуемые новые препараты (IND) Управлением по контролю за продуктами и лекарствами США в сентябре 2021 года. В этой статье подробно описывается хирургический протокол доставки IVT терапевтического вирусного вектора в овечий глаз.
Несколько методов могут быть использованы для доставки терапевтических агентов к сетчатке, включая интравитреальное (IVT), субретинальное, супрахороидальное, периокулярное или местное введение. Каждый путь введения включает преодоление барьеров, таких как барьер крови-сетчатки или внутренняя и внешняя ограничивающие мембраны, и имеет различные показатели эффективности в зависимости от доставляемого препарата и конкретной мишенисетчатки 1,2.
Доставка препарата IVT включает инъекцию в стекловидное тело глаза, студенистое вещество, которое занимает заднюю камеру глаза. Основная функция стекловидного тела заключается в поддержании формы глазного шара и удержании глазных тканей, таких как хрусталик и сетчатка, на месте. Стекловидное тело состоит в основном из воды, с небольшим количеством коллагена, гиалуроновой кислоты и других неколлагеновых белков3. Инъекция IVT является простой и распространенной процедурой, обычно используемой для лечения широкого спектра глазных состояний, включая возрастную макулярную дегенерацию, диабетический макулярный отек, диабетическую ретинопатию, окклюзию вен сетчатки и несколько наследственных дистрофий сетчатки 4,5.
Нейрональные цероидные липофусцинозы (NCL; Болезнь Баттена) представляют собой группу смертельных лизосомальных заболеваний хранения, которые вызывают тяжелую дегенерацию мозга и сетчатки. В настоящее время известно 13 вариантов NCL, возникающих в результате мутаций в различных генах (CLN1-8, CLN10-14), которые преимущественно поражают детей, но имеют различный возраст начала и тяжесть заболевания6. НКЛ имеют общие прогрессирующие симптомы, включая когнитивное и двигательное снижение, судороги и потерю зрения. Не существует лекарства от NCL; тем не менее, ферментозаместительная терапия, направленная на мозг, в настоящее время находится в клинических испытаниях для болезни CLN2 7,8, а генная терапия, опосредованная AAV, показала большие перспективы в доклинических исследованиях, а клиническое испытание генной терапии CLN5, как ожидается, начнется в 2022 году 9,10.
Многие другие виды развивают естественные формы NCL, включая кошек, собак, овец и коров. Две модели NCL овец в настоящее время активно изучаются в Новой Зеландии: модель болезни CLN5 у овец Бордердейла и модель болезни CLN6 у овец Южного Гемпшира. Пораженные овцы проявляют многие клинические и патологические особенности заболевания человека, включая атрофию сетчатки и потерю зрения10,11. Хотя генная терапия CLN5, направленная на мозг, у овец с болезнью CLN5 может предотвратить или остановить атрофию мозга и клиническое снижение, обработанные овцы все еще теряют зрение9. Это подчеркнуло необходимость лечения сетчатки для сохранения зрения и поддержания лучшего качества жизни, что привело к созданию протокола для глазной генной терапии у овец.
Овечий глаз представляет собой хорошую модель человеческого глаза из-за его сходства в размерах глазного шара, объеме стекловидного тела иструктуре сетчатки 10,12,13. В этой статье подробно описывается хирургический протокол доставки IVT небольшого объема (≤100 мкл) терапевтического вирусного вектора в овечий глаз.
Интравитреальные инъекции являются одной из наиболее распространенных хирургических процедур в офтальмологии человека и доказали свою эффективность в доставке AAV-опосредованной генной терапии к сетчатке овец. Ранее мы продемонстрировали эффективность AAV9. Генная терапия CLN5 проводил…
The authors have nothing to disclose.
Авторы хотели бы поблагодарить доктора Стива Хипа (BVSc, CertVOphthal) за его помощь в установлении этого протокола и выполнении инъекций, описанных Murray et al.15. Авторы также признают финансирование со стороны CureKids New Zealand, Кентерберийского фонда медицинских исследований, Neurogene Inc и Ассоциации поддержки и исследований болезни Баттена.
1 mL low dead-space safety syringe with permanently attached 0.5 inch needle | Fisher Scientific, Auckland, New Zealand | 05-561-28 | Covidien Monoject Tuberculin Safety syringe or similar |
1.5 mL microcentrifuge tube | Sigma Aldrich | HS4323 | Autoclave tubes to sterilise prior to use |
Anesthesia machine with gas bench and monitor | Hyvet Anesthesia, Christchurch, New Zealand | ||
Antibiotic eye drops | Teva Pharma Ltd, Auckland, New Zealand | Commercial name: Chlorafast (0.5% chloramphenicol) | |
BrightMount plus anti-fade mounting medium | Abcam, Cambridge, United Kingdom | ab103748 | |
DAPI (4′ ,6-diamidino-2-phenylindole dihydrochloride) | Sigma Aldrich, St. Louis, Missouri, United States | 10236276001 | |
Diazepam sedative | Ilium, Troy Laboratories Pty Ltd, Tauranga, New Zealand | 5 mg/mL | |
Endotracheal tubes | Flexicare Medical Ltd, Mountain Ash, United Kingdom | Standard, cuffed. Sizes 7, 7.5, or 8 depending on sheep size | |
Eye speculum | Capes Medical Ltd, Tauranga, New Zealand | KP151/14 | Nopa Barraquer-Colibri (10 mm) |
Fenestrated surgical drape | Amtech Medical Ltd, Whanganui, New Zealand | DI583 | Or similar |
Filter Tips | Interlab, Auckland, New Zealand | 10, 200, and 1,000 µL | |
Formaldehyde solution (37%) | Fisher Scientific, Auckland, New Zealand | AJA809-2.5PL | Make up to 10% in distilled water with 0.9% NaCl |
Goat anti-rabbit Alexa Fluor 594 | Invitrogen Carlsbad, CA, USA | A-11012 | Use at a dilution of 1:500 |
Isoflurane anesthetic | Attane, Bayer Animal Health, Auckland, New Zealand | ||
Ketamine HCl anesthetic/analgesic | PhoenixPharm Distributors Ltd, Auckland, New Zealand | 100 mg/mL | |
Laryngoscope (veterinary) | KaWe Medical, Denmark | Miller C blade, size 2 | |
Needles | Capes Medical Ltd, Tauranga, New Zealand | 302025 | BD Hypodermic Needles, or similar |
Non-steroidal anti-inflammatory | Boehringer Ingelheim (NZ) Ltd, Auckland, New Zealand | 49402/008 | Commercial name: Metacam 20 (20 mg/mL meloxicam) |
Non-toothed forceps | Capes Medical Ltd, Tauranga, New Zealand | AB864/16 | Or similar |
Non-toothed hemostat | Capes Medical Ltd, Tauranga, New Zealand | AA150/12 | Or similar |
Normal goat serum | Thermo Fisher Scientific, Christchurch, New Zealand | 16210072 | |
Oxygen (medical) | BOC Gas, Christchurch, New Zealand | D2 cylinder, gas code 180 | |
Phosphate buffered saline | Thermo Fisher Scientific, Christchurch, New Zealand | 10010023 | Sterile, filtered |
Povidone-Iodine solution | Capes Medical Ltd, Tauranga, New Zealand | 005835 | Commercial name: Betadine (10% povidone-iodine) |
Rabbit anti-cow glial fibrillary acidic protein (GFAP) | Dako, Glostrup, Denmark | Z0334 | Use at a dilution of 1:2,500 |
Self-complementary adeno-associated virus serotype 9, containing the chicken beta action (CBh) promoter and codon-optimized ovine CLN5 | University of North Carolina Vector Core, NC, USA. | scAAV9/CBh-oCLN5opt | |
Sodium Chloride 0.9% IV Solution | Capes Medical Ltd, Tauranga, New Zealand | AHB1322 | Commercial name: Saline solution |
Subcutaneous antibiotics | Intervet Schering Plough Animal Health Ltd, Wellington, New Zealand | Commercial name: Duplocillin LA (150,000 IU/mL procaine penicillin and 115,000 IU/mL benzathine penicillin) | |
Surgical sharp blunt curved scissors | Capes Medical Ltd, Tauranga, New Zealand | SSSHBLC130 | |
Terumo Syringe Luer Lock | Amtech Medical Ltd, Whanganui, New Zealand | SH159/SH160 | Sterile syringes; 10 mL for drawing up induction drugs, 20 mL for drawing up saline |
Virkon Disinfectant Powder | EBOS Group Ltd, Christchurch, NZ | 28461115 |