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Articolo metodologico

Somministrazione intratecale di vettori in ratti giovani tramite iniezione nella cisterna lombare

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DOI:

10.3791/66463

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29 marzo 2024

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In questo articolo

Sommario

Viene descritta una procedura chirurgica per eseguire iniezioni nella cisterna lombare del ratto giovane. Questo approccio è stato utilizzato per la somministrazione intratecale di vettori di terapia genica, ma si prevede che questo approccio possa essere utilizzato per una varietà di terapie, tra cui cellule e farmaci.

Abstract

La terapia genica è una potente tecnologia per fornire nuovi geni a un paziente per il trattamento della malattia, sia per introdurre un gene funzionale, inattivare un gene tossico o fornire un gene il cui prodotto può modulare la biologia della malattia. Il metodo di somministrazione del vettore terapeutico può assumere molte forme, che vanno dall'infusione endovenosa per la somministrazione sistemica all'iniezione diretta nel tessuto bersaglio. Per le malattie neurodegenerative, è spesso auspicabile inclinare la trasduzione verso il cervello e/o il midollo spinale. L'approccio meno invasivo per colpire l'intero sistema nervoso centrale prevede l'iniezione nel liquido cerebrospinale (CSF), consentendo alla terapia di raggiungere un'ampia frazione del sistema nervoso centrale. L'approccio più sicuro per rilasciare un vettore nel liquido cerebrospinale è l'iniezione intratecale lombare, in cui un ago viene introdotto nella cisterna lombare del midollo spinale. Questa tecnica, nota anche come puntura lombare, è stata ampiamente utilizzata nei roditori neonatali e adulti e nei modelli animali di grandi dimensioni. Sebbene la tecnica sia simile tra le specie e gli stadi di sviluppo, sottili differenze nelle dimensioni, nella struttura e nell'elasticità dei tessuti che circondano lo spazio intratecale richiedono sistemazioni nell'approccio. Questo articolo descrive un metodo per eseguire la puntura lombare nei ratti giovani per fornire un vettore del sierotipo 9 adeno-associato. Qui, 25-35 μL di vettore sono stati iniettati nella cisterna lombare e un reporter di proteina fluorescente verde (GFP) è stato utilizzato per valutare il profilo di trasduzione risultante da ciascuna iniezione. Vengono discussi i vantaggi e le sfide di questo approccio.

Introduzione

La promessa delle terapie geniche mediate da virus è stata finalmente realizzata negli ultimi anni con l'approvazione da parte della FDA di trattamenti per l'atrofia muscolare spinale, la distrofia retinica, l'emofilia del fattore IX, il cancro e altro ancora. Innumerevoli altre terapie sono attualmente in fase di sviluppo. La terapia genica mira a fornire un gene terapeutico alle cellule di un paziente. I prodotti di questo nuovo gene possono sostituire l'attività mancante di un gene endogeno carente, inibire un gene tossico, uccidere le ce....

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Protocollo

Questo studio è stato approvato dal Comitato istituzionale per la cura e l'uso degli animali della Emory University (IACUC). Nel presente studio sono stati utilizzati ratti Sprague-Dawley (28-30 giorni di età, massa nell'intervallo di circa 90-135 g, maschi e femmine).

1. Preparazione del vettore

  1. Scongelare il vettore AAV9 (vedi Tabella dei materiali) su ghiaccio all'inizio della procedura.
  2. Centrifugare brevemente la provetta per microcentrifuga contenente il vettore in una centrifuga da tavolo per assicurarsi che tutto il liquido si trovi sul fondo della provetta.
  3. Agitare deli....

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Risultati

Per determinare l'accuratezza della tecnica di iniezione, è stato utilizzato un colorante, il blu di tripano, come surrogato della terapia. Questo colorante si lega facilmente alle proteine, quindi generalmente rimane all'interno della struttura in cui è stato iniettato. Ciò significa che il colorante potrebbe non prevedere con precisione la distribuzione post-iniezione della terapia; Viene semplicemente utilizzato per rivelare l'accuratezza dell'iniezione. Quando viene introdotto con successo nella cisterna lombare, il .......

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Discussione

Un'ampia varietà di malattie colpisce il SNC. Fornire una copia funzionale del gene pertinente tramite un vettore virale è una strategia di trattamento interessante per coloro che sono di natura recessiva e monogenica, come l'atrofia muscolare spinale. Tuttavia, la barriera emato-encefalica (BEE) esclude la maggior parte dei vettori di terapia genica somministrati per via endovenosa11. Quelli che possono attraversare la BEE, come l'AAV9, devono essere somministrati in dosi elevate per superare la .......

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Dichiarazioni

Il Dr. Donsante è un inventore di un brevetto in attesa di brevetto riguardante la somministrazione di vettori AAV9 nel liquido cerebrospinale.

Ringraziamenti

Gli autori desiderano ringraziare Steven Gray, Matthew Rioux, Nanda Regmi e Lacey Stearman dell'UT Southwestern per una discussione produttiva sulla sfida posta dai ratti giovani per l'iniezione intratecale. Questo lavoro è stato in parte sostenuto da finanziamenti di Jaguar Gene Therapy (a JLFK).

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Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
200 µ Puntali per pipette filtratiL MidSciPR-200RK-FLVirus di pipettaggio
AAV9-GFPCostruttore di vettoriP200624-1005ynrAAV9 che esprime il vettore GFP
Sutura assorbibile con ago rivestito in Vicryl Polyglactin 910 FS-2 3/8 Circle Reverse Cutting Needle Misura 4 - 0McKessonJ422HIntrecciato Sutura
Cuscinetto da bancoVWR56616-031Chirurgia
Cuscinetti isotermici Braintree Scientific, 8'' x 8''Fisher Scientific50-195-4664Mantiene la temperatura corporea
BuprenorfinaMcKesson1013922Analgesico
Buprenorfina-ER (1 mg/mL)ZoopharmaAnalgesico a rilascio prolungato
Tamponi di cotoneFisher Scientific19-365-409Rimozione
del sangueTelo, topo, plastica trasparente, 12" x 12", con fenestrazione adesivaSteris1212CPSTFTelo chirurgico
Dumont #5 PinzeFine Science Tools11251-20
Pinza Coperta elettricaCVS HealthCVS Health Series 500 Termoforo extra lungo
Eppendorf Research plus, pipetta a 1 canale, variabile, 20– 200 µ LEppendorf3123000055Pipettaggio del virus
Forbici finiStrumenti per la scienza fine14059-11Forbici chirurgiche curve
Friedman-Pearson Rongeurs Strumenti perla scienza fine16121-14Portaaghi per laminectomia
HalseyStrumenti per scienze fini12001-13Cacciatore per aghi
Siringhe per insulina con ago ultrasottile 12,7 mm x 30 G 3/10 mL/ccSiringa BD328431
IsofluranoMcKesson803250Anestetico
Salviette isopropanoloFisher Scientific22-031-350Disinfezione della pelle
Lidocaina, 1%McKesson239935Anestesia locale
Provette per microcentrifuga: 1,5 mlFisher Scientific05-408-137Caricamento della siringa
Povidone-iodioFisher Scientific50-118-0481per disinfezione della pelle
- #4Fine Science Tools10004-13Porta lama per bisturi
Camera di induzione Sure-Seal BraintreeScientificEZ-17Scatola per anestesia
Lama chirurgica Miltex Acciaio al carbonio n. 11 Sterile monouso confezionato singolarmenteMcKesson4-111#11 Lama per bisturi
SYSTANE Unguento per gli occhi NOTTURNOAlconUnguento per gli occhi
Trypan BlueVWR97063-702Iniezione
Manico per bisturi

Riferimenti

  1. Wurster, C., Petri, S. Progress in spinal muscular atrophy research. Curr Opin Neurol. 35 (5), 693-698 (2022).
  2. Wu, K. Y., et al. Retinitis pigmentosa: Novel therapeutic targets and drug development. Pharmaceutics. 15 (2), 685(2023).
  3. Larkin, H.

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Ristampe e permessi

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