تم إجراء الحقن داخل الجسم الزجاجي في عين الأغنام بهدف تقديم العلاج الجيني بوساطة فيروسية إلى شبكية العين.
هناك عدة طرق لتوصيل العوامل العلاجية إلى شبكية العين ، بما في ذلك داخل الجسم الزجاجي (IVT) ، تحت الشبكية ، فوق المشيمية ، حول العين ، أو الإدارة الموضعية. يتضمن توصيل الدواء IVT حقنا في الخلط الزجاجي للعين ، وهي مادة هلامية تملأ الغرفة الخلفية للعين وتحافظ على شكل كرة العين. على الرغم من أن طريق IVT أقل استهدافا بشكل محدد من الولادة تحت الشبكية ، إلا أنه أقل توغلا ويستخدم على نطاق واسع في الإعدادات السريرية لمجموعة من أمراض العين.
لقد أثبتنا سابقا فعالية التوصيل داخل الجسم الزجاجي لمنتج العلاج الجيني بوساطة الفيروس الغدي (AAV9). CLN5) في الأغنام مع شكل CLN5 يحدث بشكل طبيعي من داء الشحمي العصبي السيرويد (NCL). تلقت الأغنام المصابة العلاج الجيني IVT في عين واحدة ، مع العين الأخرى غير المعالجة بمثابة عنصر تحكم داخلي. تم الحفاظ على بنية الشبكية ووظيفتها في العين المعالجة لمدة تصل إلى 15 شهرا بعد العلاج ، في حين أظهرت العين غير المعالجة انخفاضا تدريجيا في الوظيفة وضمورا شديدا أثناء فحص ما بعد الوفاة. بناء على دراسات الأغنام ، تم مسح منتج العلاج الجيني CLN5 كدواء جديد تجريبي مرشح (IND) من قبل إدارة الغذاء والدواء الأمريكية في سبتمبر 2021. توضح هذه الورقة بالتفصيل البروتوكول الجراحي لتوصيل IVT لناقل فيروسي علاجي إلى عين الأغنام.
يمكن استخدام عدة طرق لتوصيل العوامل العلاجية إلى شبكية العين ، بما في ذلك داخل الجسم الزجاجي (IVT) ، أو تحت الشبكية ، أو فوق المشيمية ، أو حول العين ، أو الموضعية. يتضمن كل طريق من طرق الإدارة التغلب على الحواجز مثل حاجز الدم والشبكية أو الأغشية الداخلية والخارجية المحددة وله معدلات متفاوتة من الفعالية اعتمادا على الدواء الذي يتم تسليمه وهدف الشبكية المحدد 1,2.
يتضمن توصيل الدواء IVT حقنا في الخلط الزجاجي للعين ، وهي مادة هلامية تحتل الغرفة الخلفية للعين. تتمثل الوظيفة الأساسية لخلط الجسم الزجاجي في الحفاظ على شكل كرة العين والحفاظ على أنسجة العين ، مثل العدسة والشبكية ، في مكانها. يتكون الخلط الزجاجي إلى حد كبير من الماء ، مع كميات صغيرة من الكولاجين وحمض الهيالورونيك والبروتينات غير الكولاجينية الأخرى3. حقن IVT هو إجراء بسيط وشائع يستخدم بشكل روتيني لعلاج مجموعة واسعة من حالات العين ، بما في ذلك التنكس البقعي المرتبط بالعمر ، والوذمة البقعية السكرية ، واعتلال الشبكية السكري ، وانسداد الوريد الشبكي ، والعديد من ضمور الشبكية الموروث 4,5.
ليبوفوسينوس سيرويد عصبي (NCL; مرض باتن) هي مجموعة من أمراض التخزين الليزوزومية القاتلة التي تسبب تنكسا شديدا في الدماغ والشبكية. يوجد حاليا 13 متغيرا معروفا من NCL ناتجة عن طفرات في جينات مختلفة (CLN1-8 ، CLN10-14) تؤثر في الغالب على الأطفال ولكن لها أعمار متفاوتة من البداية وشدة المرض6. تشترك NCLs في الأعراض التقدمية الشائعة ، بما في ذلك التدهور المعرفي والحركي والنوبات وفقدان الرؤية. لا يوجد علاج ل NCL. ومع ذلك ، فإن العلاج ببدائل الإنزيم الموجه للدماغ يخضع حاليا للتجارب السريرية لمرض CLN27,8 ، وقد أظهر العلاج الجيني بوساطة AAV وعدا كبيرا في الدراسات قبل السريرية ، مع تجربة سريرية للعلاج الجيني CLN5 من المتوقع أن تبدأ في عام 2022 9,10.
تطور العديد من الأنواع الأخرى أشكالا طبيعية من NCL ، بما في ذلك القطط والكلاب والأغنام والأبقار. يخضع حاليا نموذجان من الأغنام من NCL للدراسة النشطة في نيوزيلندا: نموذج مرض CLN5 في أغنام بوردرديل ونموذج مرض CLN6 في أغنام جنوب هامبشاير. تظهر الأغنام المصابة العديد من السمات السريرية والمرضية للمرض البشري ، بما في ذلك ضمور الشبكية وفقدان الرؤية10,11. على الرغم من أن العلاج الجيني CLN5 الموجه للدماغ في الأغنام المصابة بمرض CLN5 يمكن أن يمنع أو يوقف ضمور الدماغ والتدهور السريري ، إلا أن الأغنام المعالجة لا تزال تفقد رؤيتها9. وقد سلط ذلك الضوء على الحاجة إلى علاج شبكية العين للحفاظ على الرؤية والحفاظ على نوعية حياة أفضل ، مما أدى إلى إنشاء بروتوكول للعلاج الجيني للعين في الأغنام.
تمثل عين الأغنام نموذجا جيدا للعين البشرية نظرا لتشابهها في أبعاد كرة العين وحجم الجسم الزجاجي وبنية الشبكية10،12،13. تفصل هذه الورقة البروتوكول الجراحي لتوصيل IVT بحجم صغير (≤100 ميكرولتر) من الناقل الفيروسي العلاجي إلى عين الأغنام.
الحقن داخل الجسم الزجاجي هي واحدة من أكثر العمليات الجراحية شيوعا في طب العيون البشري وقد أثبتت فعاليتها في تقديم العلاجات الجينية بوساطة AAV إلى شبكية الأغنام. لقد أثبتنا سابقا فعالية AAV9. قدم العلاج الجيني CLN5 داخل الجسم الزجاجي في تخفيف ضعف الشبكية وانحطاطها في الأغنام باستخدام CLN5 NCL<sup class…
The authors have nothing to disclose.
يود المؤلفون أن يشكروا الدكتور ستيف هيب (BVSc ، CertVOphthal) لمساعدته في إنشاء هذا البروتوكول وإجراء الحقن التي وصفها موراي وآخرون 15. يقر المؤلفون أيضا بالتمويل من CureKids New Zealand ، ومؤسسة كانتربري للأبحاث الطبية ، وشركة Neurogene Inc ، وجمعية دعم وأبحاث مرض باتن.
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 |