Rata Modelo de neuropatía óptica isquémica posterior inducida por Fotoquímicamente
Summary
El objetivo de este protocolo es inducir fotoquímicamente lesión isquémica en el nervio óptico posterior, en la rata. Este modelo es fundamental para los estudios de la fisiopatología de la neuropatía óptica isquémica posterior, y los enfoques terapéuticos para esta y otras neuropatías ópticas, así como de otras enfermedades isquémicas del SNC.
Abstract
Neuropatía óptica isquémica posterior (PION) es una enfermedad devastadora vista en la práctica clínica. Sin embargo, su patogénesis y la historia natural han permanecido poco conocidos. Recientemente, hemos desarrollado un modelo animal fiable, reproducible de PION y probamos el efecto del tratamiento de algunos factores neurotróficos en este modelo 1. El propósito de este video es demostrar nuestro modelo fotoquímica inducida de la neuropatía óptica isquémica posterior, y para evaluar sus efectos con el etiquetado retrógrada de las células ganglionares de la retina. Después de la exposición quirúrgica del nervio óptico posterior, un colorante fotosensibilizante, eritrosina B, se inyecta por vía intravenosa y un haz de láser se enfoca sobre la superficie del nervio óptico. Interacción fotoquímica de eritrosina B y el láser durante daños irradiación del endotelio vascular, lo que provocó la oclusión microvascular mediada por trombosis plaquetaria y la compresión edematosa. La lesión isquémica resultante produce una gradual pero pronounced muerte regresiva de células ganglionares de la retina, debido a una pérdida de entrada axonal – un mando a distancia, lesión inducida y el resultado clínicamente relevante. Por lo tanto, este modelo proporciona una nueva plataforma para estudiar el curso fisiopatológico de PION, y puede optimizarse aún más para probar enfoques terapéuticos para las neuropatías ópticas, así como otras enfermedades isquémicas del SNC.
Introduction
En pacientes mayores de 50 años, la neuropatía óptica isquémica (ION) es el tipo más frecuente de neuropatía óptica aguda 2. La condición puede presentarse como uno de los dos subtipos de acuerdo con la fuente de suministro específica afectada sangre y la presentación clínica: anterior (AION) o posterior (PION) 3. Aunque la patogénesis y el curso de AION se han estudiado ampliamente 4-7, PION ha quedado mal entendido debido a su baja prevalencia, presentación variables, criterios diagnósticos mal definidos y la falta de un modelo animal. Por otra parte, no hay tratamientos se han demostrado para prevenir o revertir la pérdida de la visión de AION o PION eficacia. Por lo tanto, un modelo animal reproducible y fiable de PION es de gran valor para estudiar el proceso de la enfermedad in vivo y probar nuevos regímenes terapéuticos para la neuroprotección y la regeneración del axón.
Fotoquímicamente inducida lesión isquémica a la microvasculatura resultando en vasogedema enic y trombosis crea efectivamente isquemia tisular regional 08.12. Después de la inyección en la circulación vascular, el tinte fotosensible eritrosina B produce reactiva de oxígeno molecular singlete tras la activación por irradiación con láser de los vasos diana. El oxígeno singlete peroxidizes directamente el endotelio vascular, estimular la adherencia de plaquetas / agregación y que conduce a la formación de trombos oclusivos. Daño isquémico se extendió a las zonas vecinas y aún más exacerbada por la compresión microvascular debido al edema vasogénico. El objetivo general de este protocolo es inducir fotoquímicamente isquemia en el nervio óptico retrobulbar para reflejar el daño causado por PION.
Para nuestro conocimiento, este es el primer modelo de lesión isquémica en el nervio óptico posterior 1. Como este modelo produce isquemia evitando al mismo tiempo el trauma físico, los procesos fisiológicos de la neuropatía óptica isquémica posterior son mejores imitaban y estudiados. Además, este modelo ofrece una nueva plataforma para la detección de agentes terapéuticos candidatos para neuropatías ópticas y otra enfermedad isquémica del SNC. Aquí, un protocolo detallado para la cateterización de la vena femoral, la exposición del nervio óptico, la inyección intravenosa de la eritrosina B y la irradiación con láser en un modelo de rata PION se describen.
Protocol
Representative Results
Discussion
Here we describe in detail a method for inducing PION in a rat model. The most critical part of the protocol is the exposure and irradiation of the optic nerve – to expose the nerve as long as possible while avoiding damage caused by the sharp fine tip forceps or from stretching. In rats, the ophthalmic artery enters the optic nerve ≤1 mm from the optic nerve head. Therefore, irradiation of the optic nerve 3-4 mm away from the optic nerve head should only result in ischemia of the capillaries feeding the nerv…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Estamos en deuda con Eleut Hernández para la ganadería, Gabe Gaidosh de experiencia microscopía y Khue Tran y Zhenyang Zhao para edición de vídeo. Este estudio fue financiado por el Instituto Nacional del Ojo otorga R01-EY022129 de JLG y subvenciones P30 EY022589 a UCSD y EY014801 a UM; la Asociación Americana del Corazón, la Fundación James y Esther Rey, financia el programa de intercambio de estudiantes de doctorado de Fudan University Graduate School (Nº 2010033), y una subvención sin restricciones de Investigación para Prevenir la Ceguera, Inc.
Materials
| 532-nm Nd:YAG laser | Laser glow | LRS-532-KM-200-3 | |
| Beam chopper | custom-made | custom-made | |
| Mechanical shutter and corresponding shutter drive timer | AAM Vincent Associates | SD-10 | |
| 25-cm focal length spherical lens | CVI/Mellles-Griot | 01 LPX 293 | plano-convexBK7 glass lens with HEBBARTM antireflection coating |
| Erythrosin B | MP Biomedicals | 190449 | |
| Fluorogold | Fluorochrome,LLC | ||
| Gelfoam | Cardinal Health | CAH1203421 | |
| Polyethylene tubing (PE10) | BD Intramedic | 427400 | |
| No. 10 Blade | Miltex | 4-110 | |
| Fine Forceps | F.S.T. | 91150-20 | DUMONT #5 RUSTLESS NON-MAGNETIC |
| Forceps with Teeth | F.S.T. | 11153-10 | Germany stainless |
| Forceps | F.S.T. | 18025-10 | Germany stainless |
| Vannas spring scissors | F.S.T. | 2-220 | JJECK Stainless |
| Polyglactin suture | Ethicon | J488G | 7-0 suture |
| hemostat | F.S.T. | 12075-12 | Germany stainless |
References
- Wang, Y., Brown, D. P., Duan, Y., Kong, W., Watson, B. D., Goldberg, J. L. A novel rodent model of posterior ischemic optic neuropathy.. JAMA Ophthalmology. 131, 194-204 (2013).
- Rucker, J. C., Biousse, V., Newman, N. J. Ischemic optic neuropathies. Curr Opin Neurol. 17, 27-35 (2004).
- Hayreh, S. S. Posterior ischaemic optic neuropathy: clinical features, pathogenesis, and management.. Eye (Lond). 18, 1188-1206 (2004).
- Hayreh, S. S. Inter-Individual Variation in Blood-Supply of the Optic-Nerve Head.. Doc Ophthalmol. 59, 217-246 (1985).
- Jacobson, D. M., Vierkant, R. A., Belongia, E. A. Nonarteritic anterior ischemic optic neuropathy – A case-control study of potential risk factors.. Arch Ophthalmol-Chic. 115, 1403-1407 (1997).
- Kosmorsky, G., Straga, J., Knight, C., Dagirmanjian, A., Davis, D. A. The role of transcranial Doppler in nonarteritic ischemic optic neuropathy.. Am J Ophthalmol. 126, 288-290 (1998).
- Hayreh, S. S., Zimmerman, M. B. Non-arteritic anterior ischemic optic neuropathy: role of systemic corticosteroid therapy.. Graefe’s archive for clinical and experimental ophthalmology. 246, 1029-1046 (2008).
- Prado, R., Dietrich, W. D., Watson, B. D., Ginsberg, M. D., Green, B. A. Photochemically Induced Graded Spinal-Cord Infarction – Behavioral, Electrophysiological, and Morphological Correlates.. J Neurosurg. 67, 745-753 (1987).
- Dietrich, W. D., Busto, R., Watson, B. D., Scheinberg, P., Ginsberg, M. D. Photochemically induced cerebral infarction. II. Edema and blood-brain barrier disruption.. Acta Neuropathologica. 72, 326-334 (1987).
- Watson, B. D., Dietrich, W. D., Busto, R., Wachtel, M. S., Ginsberg, M. D. Induction of reproducible brain infarction by photochemically initiated thrombosis.. Annals of Neurology. 17, 497-504 (1985).
- Watson, B. D. Animal models of photochemically induced brain ischemia and stroke.. Cerebrovascular Disease – Pathophysiology, Diagnosis and Treatment. , 52-73 (1998).
- Watson, B. D., Prado, R., Dietrich, W. D., Ginsberg, M. D., Green, B. A. Photochemically induced spinal cord injury in the rat.. Brain Research. 367, 296-300 (1986).
- Chiu, K., Lau, W. M., Yeung, S. C., Chang, R. C., So, K. F. Retrograde labeling of retinal ganglion cells by application of fluoro-gold on the surface of superior colliculus.. Journal of visualized experiments : JoVE. , (2008).
