El modelo de roedor de la anterior no arterítica neuropatía óptica isquémica (rNAION)

Summary

The following report describes how to replicate the rodent model of nonarteritic anterior ischemic optic neuropathy (rNAION), using the appropriate dye, contact lens and laser parameters. We also reveal the appropriate steps for evaluating the rNAION lesion in vivo.

Abstract

Nonarteritic anterior ischemic optic neuropathy (NAION) is a focal ischemic lesion of the optic nerve that affects 1/700 individuals throughout their lifetime. NAION results in optic nerve edema, selective loss of the retinal ganglion cell neurons (RGCs) and atrophy of the optic nerve. A rodent model of NAION that expresses most NAION features and sequelae has been developed, which is applicable to both rats and mice. This model utilizes a focal laser application of 532 nm wavelength to illuminate a photoactive dye, Rose Bengal (RB), to cause capillary damage and leakage at the targeted anterior optic nerve (the laminar region). After rNAION induction, there is an early optic nerve ischemia, optic nerve edema, and intraneural inflammation, followed by selective RGC and axonal loss. Since the optic nerve is a CNS white matter tract, the rNAION model is applicable to mechanistic studies of selective white matter ischemia, as well as neuroprotective analyses and short and long-term mechanisms of glial and neuronal response to ischemia.

Introduction

Anterior no arterítica neuropatía óptica isquémica (NOINA) es una lesión isquémica focal de la porción anterior del nervio óptico (NO) ^1. NOIA-NA es la causa más común de pérdida repentina de la visión relacionada nervio óptico en individuos de más de 50 años ^2. El mecanismo se cree que es un síndrome compartimental que da lugar a un edema intraneural, y provoca la compresión de los capilares que irrigan los axones en el nervio óptico ^3.

Dado que el EN es en realidad un tracto del sistema nervioso central (CNS), el NOINA roedor modelo (rNAION) se puede utilizar para estudiar los mecanismos y las respuestas a aislados del SNC trazos materia blanca. Por consiguiente, el modelo rNAION puede ser útil en la disección de muchos de los problemas asociados con el daño relacionado con accidente cerebrovascular a la sustancia blanca. Se puede usar para evaluar distintas estrategias y agentes neuroprotectores en el accidente cerebrovascular materia blanca.

Una de las características más atractivas del modelo es que esun procedimiento indoloro, no invasivo. La potencia del láser se puede ajustar para producir diversos grados de daño isquémico. Otra característica es que se basa en inducida por láser radicales superóxido dañar el endotelio capilar, produciendo una disfunción capilar progresiva. Es esta disfunción progresiva y edema que se cree que es muy similar al mecanismo que causa NOINA. La investigación ha demostrado que no causa la coagulación capilar directa, pero funciona a través de al menos dos mecanismos: la muerte inducida superóxido y de extracción de algunas de las células endoteliales capilares ^4, y NFkB (factor nuclear de cadena kappa-light-potenciador de células B activadas ) asociado regulación inflamatoria en el endotelio restante, con el aumento de transporte de fluido a través de las membranas celulares en el intersticio ^5. El cierre de los capilares del nervio óptico y de compresión causadas por resultado la acumulación de líquido intersticial en óptica isquemia cabeza del nervio. Una imagen esquemática se muestra en laLa Figura 2. El modelo rNAION se puede utilizar en ambas especies ^6,7 rata y ratón, y se puede variar en el nivel de su gravedad, de una lesión leve a una destrucción completa, pero sin dolor del nervio óptico y la retina, tales como la oclusión de la arteria central de la retina (OACR).

Protocol

Este protocolo fue aprobado por la Universidad de Maryland Institucional Cuidado de Animales y el Utilización (IACUC; Baltimore, MD, EE.UU.) 1. Estructura del ensayo Hacer una lente de contacto personalizado diseñado a partir de un claro grado óptico circulares 7 mm de diámetro, de plexiglás de 3 mm de espesor. Cortar las lentes circulares con un taladro de columna. Utilice una broca estándar para hacer la curva interna, y finalmente pulir las curvas exteriores e interiores …

Representative Results

La visualización de lentes de contacto permitido central de la retina (Figura 1). El punto focal con láser ilumina el disco óptico en la parte posterior de la retina (Figura 2). La retina normal un-inducido se muestra fotografiada por lámpara de hendidura bio-microscopio (Figura 3A) y por SD-OCT (Figura 3B y 3C). Durante la inducción láser, cuando no hay colorante está presente en la circulación, la luz lá…

Discussion

Mientras que hay un número de modelos de lesión del nervio óptico (óptica aplastamiento del nervio ^12, óptica transección del nervio ^13, y PION ^14), el modelo rNAION es humano, adaptable a ratas y ratones. Se asemeja más a la condición clínica humana de NOINA. Esta condición incluye anterior progresiva edema del nervio óptico, un síndrome compartimental del nervio óptico anterior, isquemia focal axonal, aislado daño axonal de la retina de células ganglionares y la pérdida…

Materials

50mW 532nm laser	Iridex		Standard Ophthalmic Laser
0-100mW 532nm laser	Laserglow technologies		Substitute for iridex
Laser slit lamp adapter	Iridex		SMA coupled adapter for laser output
Cpherent Fieldmate laser meter with thermopile sensor	Coherent		others also appropriate
Ophthalmic Examing Slit lamp biomicroscope	VArious		Haag-Streit is the best; cheaper versions available on ebay
Rose Bengal	Sigma	330000-1G	Photoinducing agent
Fundus Contact lens or glass cover slip	custom/Cantor and Nissel (UK)		Custom designed planoconvex plastic lens for eye exam and induction
Tropicamide 1%
Tamiya polishing compound	Tamiya, INC	87068	polishing contact lens
2.5% Hypromellose (Goniovisc)/1% Methycellulose	HUB Pharmaceuticals		contact lens coupling agent
2.5% Neosynephrine Ophthalmic drops	Alcon labs		pupil dilating agent
Tropicamide 1%	Alcon labs		pupil dilating agent
0.5% Proparacaine	Alcon labs		topical Anesthetic
30ga fused needle insulin syringe	Various	Various	for intravenous injection of rose bengal
Ophthamic Antibiotic ointment with dexamethasone added (Triple antibiotic ointment)	Various	Various	Apply after induciton to minimize corneal scarring
Heidelberg Corporation Spectral domain-Optical Coherence Tomograph	Heidelberg Corportion		For Optical coherence measurements baseline and post-induction; not essential for induction