Fareler Retina Pigment Epitel Gen Tedavisi için Viral Vektörler Limbal Yaklaşım-Subretinal Enjeksiyon
Summary
Subretinal injection is a surgical technique for effective gene delivery to retinal pigment epithelium in the mouse eye. Here we describe an easy and replicable method for subretinal injection of viral vectors to retinal pigment epithelium in experimental mice.
Abstract
The eye is a small and enclosed organ which makes it an ideal target for gene therapy. Recently various strategies have been applied to gene therapy in retinopathies using non-viral and viral gene delivery to the retina and retinal pigment epithelium (RPE). Subretinal injection is the best approach to deliver viral vectors directly to RPE cells. Before the clinical trial of a gene therapy, it is inevitable to validate the efficacy of the therapy in animal models of various retinopathies. Thus, subretinal injection in mice becomes a fundamental technique for an ocular gene therapy. In this protocol, we provide the easy and replicable technique for subretinal injection of viral vectors to experimental mice. This technique is modified from the intravitreal injection, which is widely used technique in ophthalmology clinics. The representative results of RPE/choroid/scleral complex flat-mount will help to understand the efficacy of this technique and adjust the volume and titer of viral vectors for the extent of gene transduction.
Introduction
Oftalmolojide, gen terapisi monogenik miras retinopatilerin tedavi yöntemi olarak ortaya çıkmıştır. Leber konjenital amurosis 1,2, retinitis pigmentosa 3 ve Koroideremi 4 olmak üzere retina pigment epiteli (RPE) genlerin ilişkili kalıtsal retinopatiler vardır. gen tedavisi araştırma alanı preklinik çalışmalarda ve adeno virüsü enzimi yüksek yoğunluklu lipoproteinlerde (AAV), lentivirüs (LV) ve adenovirüs (Ad) gibi viral vektörler kullanılarak klinik çalışmalarda hem de genişliyor 5. Farklı viral vektörler retina farklı tropizm ihtiva. Güvenli ve etkili bir gen terapisi için viral vektörler, dikkatli bir şekilde hedef hücreler ve hedef genlerin uygun olarak seçilmelidir.
etkili bir gen verici hedef hücrelere gen teslim yolu bu nedenle, dikkatli bir şekilde da seçilmelidir, da önemlidir. viral vektörlerin göz içi teslimat için en yaygın iki yöntemler subret edilirinal enjeksiyon ve intravitreal enjeksiyon 6. İkincisi, intravitreal enjeksiyon, yaygın diyabetik retinopati 7 ıslak yaşa bağlı makula dejenerasyonu (YBMD) ve maküla ödemi koroid neovaskülarizasyon tedavisi için ilaç verilmesi için kullanılır olmuştur. İntravitreal rota vitreus ve iç retina viral vektörlerin pozlama sağlar, ancak dış retinaya vektörlerin difüzyon sınırlıdır. Öte yandan, alt retinal yol lokalize bir kabarcık indükleyici, retina ve RPE arasındaki potansiyel boşluğa viral vektörlerin doğrudan dağıtım sağlar. Bu nedenle, alt retinal enjeksiyon anda fotoreseptör hücreleri ve RPE hedefleme için daha verimli bir yol olarak kabul edilir. Cerrahi yaklaşım açısından, plana insan hastalarda retina hasarı önlemek için intravitreal enjeksiyon için güvenli bir alan olarak seçilmiştir pars. Sadece farelere bu yaklaşımı değiştirerek, biz limbal yaklaşımla subretinally veya intravireally viral vektörlerin enjekte edebilir.
Bu videodamakale, biz fareler RPE viral vektörlerin subretinal enjeksiyonu kolay ve uygun bir yöntem ortaya koymaktadır. 30 G 1/2 iğne ile limbusa posterior tekli delme sonra, 33 G iğne künt donanımlı mikrolitre şırınga limbal ponksiyon sitesi üzerinden subretinal boşluğa yerleştirilir. 1.5 viral vektörler – 2 ul hacminde, retina ve RPE subretinal kabarcıkları indükleyici arasındaki potansiyel boşluğa enjekte edilir. Bu prosedür, cerrahi mikroskop kullanılarak doğrudan görüş altında gerçekleştirilebilir. Tekrarlanan uygulama bile kabarcık oluşumu doğrudan görselleştirme olmadan tekrarlanabilir sonuçları garanti edecektir. Bu fareler RPE subretinal gen aktarımı için doğru ve zaman kazandıran deneyler gerçekleştirmek için araştırmacıların yardımcı olacaktır.
Protocol
Representative Results
Discussion
Bu video makalede, biz RPE / koroid / sklera düz montaj temsilcisi sonuçları ile detaylı limbal-yaklaşım subretinal enjeksiyon tekniği nitelendirdi. Bu RPE viral vektörlerin retina altı enjeksiyon için kolay ve uygun bir tekniktir. Enjeksiyon sırasında kabarcık oluşumu doğrudan görselleştirme yeni başlayanlar için doğru bir teslimat için önemli bir adımdır. Visualized Experiments 8-10 Journal tanıtılan bazı subretinal enjeksiyon teknikleri vardır. Subretinal alan retina ve RPE aras…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu çalışma Seul Ulusal Üniversitesi Araştırma Grant (800-20140542) tarafından desteklenen, NTG / EBTB Pioneer Araştırma Programı (2012-0009544) ve NRF / EBTB Bio-Sinyal Analizi Teknoloji İnovasyon Programı (2009-0090895), ve NRF / EBTB Hibe (2015M3A9E6028949).
Materials
| TWEEZERS DUMONT #5 11cm DUMOSTAR 0.1 x 0.06 mm TIPS | WPI | 500233 | |
| VANNAS Scissors S/S, 105mm | WPI | 555583S | |
| 33G Blunt needle | WPI | NF33BL-2 | |
| NanoFil Syringe, 10 microliter | WPI | NANOFIL | |
| RPE-KIT | WPI | RPE-KIT | For easy one hand injection |
| 30Gx1/2 (0.3mmx 13mm) BD PrecisionGlideTM Needle | BD | 305107 | Initial puncture for subretinal injection |
| Microscope Cover Glasses (No. 1 3 mm diameter) | Warner Instruments | 64-0720 (CS-3R) | |
| Leica operating microscope | Leica | LM M80 | |
| Fluoresecein microscope | Nikon | Eclipse 80i | |
| Lentivirus | Thermo scientific | TMO.LV-Ctr | Used to dilute vectors |
| PBS | Gibco | 10010-015 | Used to dilute vectors |
| Troperin (Phenylephrin 0.5%-Tropicamide 0.5%) | Hanmi | For dilation | |
| Proparacaine Hydrochloride Ophthalmic Solution USP, 0.5% (Sterile) | Bausch&Lomb | For topical anesthesia | |
| Healon GV OVD | Abbott Medical Optics Inc. | ||
| Zoletil 50 (tiletamine hypochloride and zolazepam hypochloride) | Virbac | For general anesthesia | |
| Rompun® injection (Xylazine HCl) | Bayer | For general anesthesia |
References
- Maguire, A. M., et al. Safety and efficacy of gene transfer for Leber’s congenital amaurosis. N Engl J Med. 358 (21), 2240-2248 (2008).
- Jacobson, S. G., et al. Gene therapy for leber congenital amaurosis caused by RPE65 mutations: safety and efficacy in 15 children and adults followed up to 3 years. Arch Ophthalmol. 130 (1), 9-24 (2012).
- Conlon, T. J., et al. Preclinical potency and safety studies of an AAV2-mediated gene therapy vector for the treatment of MERTK associated retinitis pigmentosa. Hum Gene Ther Clin Dev. 24 (1), 23-28 (2013).
- MacLaren, R. E., et al. Retinal gene therapy in patients with choroideremia: initial findings from a phase 1/2 clinical trial. Lancet. 383 (9923), 1129-1137 (2014).
- Trapani, I., Puppo, A., Auricchio, A. Vector platforms for gene therapy of inherited retinopathies. Prog Retin Eye Res. 43, 108-128 (2014).
- Liang, F. Q., Anand, V., Maguire, A. M., Bennett, J. Intraocular delivery of recombinant virus. Methods Mol Med. 47, 125-139 (2001).
- Peyman, G. A., Lad, E. M., Moshfeghi, D. M. Intravitreal injection of therapeutic agents. Retina. 29 (7), 875-912 (2009).
- Matsumoto, H., Miller, J. W., Vavvas, D. G. Retinal detachment model in rodents by subretinal injection of sodium hyaluronate. J Vis Exp. (79), (2013).
- Wert, K. J., Skeie, J. M., Davis, R. J., Tsang, S. H., Mahajan, V. B. Subretinal injection of gene therapy vectors and stem cells in the perinatal mouse eye. J Vis Exp. (69), (2012).
- Eberle, D., Santos-Ferreira, T., Grahl, S., Ader, M. Subretinal transplantation of MACS purified photoreceptor precursor cells into the adult mouse retina. J Vis Exp. (84), e50932 (2014).
- Sahel, J. A., Roska, B. Gene therapy for blindness. Annu Rev Neurosci. 36, 467-488 (2013).
- Allocca, M., et al. Novel adeno-associated virus serotypes efficiently transduce murine photoreceptors. J Virol. 81 (20), 11372-11380 (2007).
- Takahashi, K., et al. Sustained transduction of ocular cells with a bovine immunodeficiency viral vector. Hum Gene Ther. 13 (11), 1305-1316 (2002).
- Rolling, F., et al. Gene therapeutic prospects in early onset of severe retinal dystrophy: restoration of vision in RPE65 Briard dogs using an AAV serotype 4 vector that specifically targets the retinal pigmented epithelium. Bull Mem Acad R Med Belg. 161 (10-12), 497-508 (2006).
- Le Meur, G., et al. Restoration of vision in RPE65-deficient Briard dogs using an AAV serotype 4 vector that specifically targets the retinal pigmented epithelium. Gene Ther. 14 (4), 292-303 (2007).
- Alexander, J. J., Hauswirth, W. W. Adeno-associated viral vectors and the retina. Adv Exp Med Biol. 613, 121-128 (2008).
- Puche, N., et al. Genetic and environmental factors associated with reticular pseudodrusen in age-related macular degeneration. Retina. 33 (5), 998-1004 (2013).
- Campochiaro, P. A. Gene transfer for neovascular age-related macular degeneration. Hum Gene Ther. 22 (5), 523-529 (2011).
- Park, S. W., et al. Intracellular amyloid beta alters the tight junction of retinal pigment epithelium in 5XFAD mice. Neurobiol Aging. 35 (9), 2013-2020 (2014).
- Shin, B., et al. Intracellular cleavage of amyloid beta by a viral protease NIa prevents amyloid beta-mediated cytotoxicity. PLoS One. 9 (6), e98650 (2014).
