Canalostomy als ein chirurgisches Vorgehen zu Local Drug Delivery in das innere Ohr von Erwachsenen und Neugeborenen Mäusen
Summary
Hier beschreiben wir Canalostomy Verfahren die lokale Medikamentenabgabe in das innere Ohr von Erwachsenen und Neugeborenen Mäusen durch den Semicircular Kanal mit minimalschaden Hör- und vestibulären Funktion ermöglicht. Diese Methode kann verwendet werden, virale Vektoren, Pharma und kleine Moleküle in das Innenohr Maus impfen.
Abstract
Lokale Übermittlung Medikamente in das Innenohr ist eine vielversprechende Therapie für Innenohr-Erkrankungen. Injektion durch Bogengängen (Canalostomy) hat sich gezeigt, zu lokalen Wirkstoffapplikation ins Innenohr ein sinnvoller Ansatz sein. Das Ziel dieses Artikels ist es, im Detail, die Operationstechniken beteiligt Canalostomy bei Erwachsenen und Neugeborenen Mäusen zu beschreiben. Wie angedeutet durch schnell-grüne Farbstoff und Adeno-assoziierten Virus Serotyp 8 mit dem grün fluoreszierenden Protein-gen, erleichtert die Canalostomy breite Verteilung des injizierten Reagenzien in der Cochlea und vestibulären Ende-Orgeln mit minimaler Beschädigung zu hören und vestibuläre Funktion. Die Operation war erfolgreich bei Erwachsenen und Neugeborenen Mäusen durchgeführt; in der Tat konnte mehrere Operationen durchgeführt werden, falls erforderlich. Zusammenfassend, Canalostomy ist eine wirksame und sichere Annäherung an Drug-Delivery in das innere Ohr von Erwachsenen und Neugeborenen Mäusen und kann verwendet werden, um menschliche Innenohr-Erkrankungen in der Zukunft zu behandeln.
Introduction
Sensorineurale hören Verlust und vestibulären Dysfunktion Affekt eine beträchtliche Anzahl von Patienten und sind eng verbunden mit Innenohrerkrankungen. Lieferung von therapeutischen Medikamenten ins Innenohr zeigt Versprechen für die Behandlung von Innenohrerkrankungen. Ein systemische oder lokaler Ansatz kann verwendet werden, um Drogen in das Innenohr zu liefern. Einige Innenohr-Erkrankungen sind erfolgreich mit systemischen Medikamentengabe wie idiopathischer Hörsturz behandelt, die häufig mit systemischen Steroiden1behandelt wird. Darüber hinaus zeigten Lentz Et Al. , dass systemische Verabreichung von antisense-Oligonukleotid konnte verbessern hören und Gleichgewicht Funktionen in die Ush1c mutierten Maus Modell2. Aber ein Großteil der Innenohr-Erkrankungen sind nicht effektiv behandelt durch systemische Medikamentengabe aufgrund der Blut-Labyrinth-Barriere, die Zugang zu Medikamenten zum Innenohr3,4begrenzt. Im Gegensatz dazu können lokale Medikament Bereitstellungsstrategien Innenohrerkrankungen effizienter behandeln. In der Tat ist das Innenohr potenziell ein ideales Ziel für lokale Medikamentenapplikation; Es ist gefüllt mit Flüssigkeit, die Verbreitung der Droge nach einer Website Diffusion oder Injektion erleichtert, und es ist relativ isoliert von benachbarten Organen, die Nebenwirkungen5,6begrenzt.
Lokalen Medikament Bereitstellungsstrategien gehören intratympanale und intralabyrinthine Methoden. Die Wirksamkeit der intratympanale Route stützt sich weitgehend auf Droge Durchlässigkeit durch Rundfenster Membran (RWM) und die Verweilzeit des Medikaments auf die RWM3,4,7,8. Somit eignet sie sich nicht für die Lieferung von Medikamenten oder Reagenzien, die der RWM nicht durchdringen können. Intralabyrinthine Methoden beinhalten Inokulation von Medikamenten direkt in das Innenohr, was zu einem hohen Dosis und weite Verbreitung. Jedoch intralabyrinthine Methoden erfordern heikle Operationen und sind invasive, führt zur Beschädigung der Innenohr-Funktion. Derzeit ist die intralabyrinthine Injektion von Medikamenten nur in Tierversuchen verwendet, da es nicht ausreichend sicher für den Einsatz in Menschen9nachgewiesen. Daher Operationsverfahren müssen vereinfacht werden, und das Verletzungsrisiko reduziert, um intralabyrinthine Ansätze in die Klinik zu übersetzen.
Mehrere intralabyrinthine Ansätze wurden bei Tieren durch Injektion durch die RWM5,10,11 und in der Scala Media12,13,14, Scala Pauke bewertet 15 , 16, die Scala Vestibül17Bogengängen16,18,19,20und endolymphatic Sac-21. Jeder dieser Ansätze hat vor- und Nachteile6. Lieferung durch den RWM ist atraumatisch Neugeborenen Mäusen5,22. Jedoch ist eine leichte Schwerhörigkeit nach RWM Injektion23, möglicherweise aufgrund von Mittelohr Erguss nach der Operation24bei Erwachsenen Mäusen beobachtet. Scala Media Einspritzung, die die Injektion des Reagens direkt in den endolymphatic Raum mit den sensorischen Epithel beteiligt sind, erzielt eine hohe Reagenz-Konzentration im Ziel Ende-Organe12,14, 25 , 26. jedoch dieser Ansatz erfordert ein komplexes Verfahren und ergibt deutliche Erhöhung der Hörschwelle erfolgt spätestens postnatale Tag 5 (P5)25,27, die seine Anwendung beschränkt.
Im Vergleich zu den oben genannten intralabyrinthine Ansätzen, bewirkt, dass Canalostomy minimalen Beschädigung des Innenohrs, insbesondere bei Erwachsenen Mäusen16,18,28,29,30, die wichtig für die Beurteilung der Schutzwirkung und Translationale Aspekte. Darüber hinaus bei Nagern, den Bogengängen jenseits der Bulla befinden sich erleichtert chirurgische Eingriffe und Störungen des mittleren Ohrs während der Operation vermeidet. In der Klinik werden Semicircular Canal Operationen für unlösbar gutartiger paroxysmal positionsvertigo31,32,33, schlägt die klinischen Durchführbarkeit des Canalostomy verwendet. Da es zum ersten Mal beschrieben von Kawamoto Et al.. 16 im Jahr 2001 Canalostomy wurde verwendet, um verschiedene Reagenzien, wie virale Vektoren, SiRNA, Stammzellen und aminoglykosid, liefern in der murinen Innenohr18,19,28,29 ,34,35,36,37. Inokulation von Adeno-assoziierte Virus (AAV) Vektoren von Canalostomy zu ermöglichen, Überexpression von exogenen Gene in das sensorische Epithel und primären Neuronen der Cochlea und vestibulären Ende-Organe18,28, 29,30. Whirlin Gen-Therapie von Canalostomy stellt Balance-Funktion und verbessert die Anhörung in einem Mausmodell der menschliche Usher-Syndrom19, was darauf hindeutet, dass Canalostomy nützlich für die Studien der Gentherapie für genetische Cochleovestibular Krankheiten ist. Transplantation von mesenchymalen Stammzellen durch Canalostomy führt zu Reorganisation der Cochlea-Fibrocytes und Anhörung Erholung in einem Rattenmodell der akuten Anhörung sensorineuralem Verlust35. Darüber hinaus Canalostomy kann verwendet werden, um die Aminoglykoside ins Innenohr herstellen vestibuläre Läsionen18,34,38einführen und mehrere Injektionen durchgeführt werden können, wenn erforderlich,18 , 34.
In diesem Artikel beschreiben wir ausführlich, Canalostomy Techniken bei Erwachsenen und Neugeborenen Mäusen. Wir geimpft verschiedene Reagenzien, darunter Fast-grüne Farbstoff und AAV Serotyp 8 (AAV8), zusammen mit dem grün fluoreszierenden Proteins (GFP) Gen (AAV8-GFP) und Streptomycin, ins Innenohr Maus, die unmittelbaren und langfristigen Ergebnisse nach Canalostomy zu bewerten.
Protocol
Representative Results
Discussion
In dieser Studie haben wir gezeigt, dass Medikamentenabgabe durch Canalostomy weite Verbreitung des Reagens in der Cochlea und vestibulären Ende-Organe geführt. Als ein Innenohr gen Versandart führte Canalostomy GFP Ausdruck in den inneren Ohren von Erwachsenen und Neugeborenen Mäusen mit minimalschaden Hör- und vestibulären Funktion. Darüber hinaus können mehrere Injektionen im gleichen Tier einfach durchgeführt werden.
Eine der größten Stärken des Canalostomy ist, dass es minimal…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Diese Arbeit wurde von der National Natural Science Foundation of China (Grant-Nummern 81570912, 81771016, 81100717) unterstützt.
Materials
| Polymide Tubing | A-M Systems | 823400 | |
| Polyethylene Tubing | Scientific Commodities Inc. | BB31695-PE/1 | |
| 10μl Microsyringe | Hamilton Company | 80001 | |
| Xylazine HCL | Sigma-Aldrich Co. Llc. | X-1251 | |
| Operating Miroscope | Carl Zeiss Optical LLC. | Pico | |
| Micro Forceps | Dumont Dumostar | 10576 | |
| Fast-green Dye | Sigma-Aldrich Co. Llc. | F7252 | |
| AAV8-GFP | BioMiao Biological Technology Co. Ltd (Beijing, China) | 20161101 | Titer: 2×10e12 vg/mL |
| Streptomycin Sulfate | Sigma-Aldrich Co. Llc. | S9137 | |
| Microinjection Pump | Stoelting Co. | 789100S | |
| Electric Pad | Pet Fun | 11072931136 | |
| 1 cc Syringe | Mishawa Medical Industries Ltd. (Shanghai, China) | 2011-3151258 | |
| Ketamine HCL | Gutian Pharmaceutical Co., Ltd. (Fujian, China) | H35020148 | |
| Electric Animal Clipper | Codos Electrical Appliances Co., Ltd. (Guangdong, China) | CP-8000 | |
| Cotton Pellet | Yatai Healthcare Ltd. (Henan, China) | Yu-2008-1640081 | |
| Suture | Shanghai Pudong Jinhuan Medical Products Co., Ltd. (Shanghai, China) | Hu-2013-2650207 | |
| Eye Ointment | Beijing Shuangji Pharmaceutical Ltd. (Beijng China) | H11021270 |
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