유리체 내 주사는 망막에 바이러스 매개 유전자 요법을 전달하기 위해 양 눈에서 수행되었습니다.
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유리체 내 주사는 망막에 바이러스 매개 유전자 요법을 전달하기 위해 양 눈에서 수행되었습니다.
망막에 치료제를 전달하는 방법에는 유리체내(IVT), 망막하, 흉막상, 안구주위 또는 국소 투여를 비롯한 여러 방법이 있습니다. IVT 약물 전달은 눈의 후방을 채우고 눈 구체의 모양을 유지하는 젤라틴 물질인 눈의 유리체액에 주사하는 것을 포함합니다. IVT 경로는 망막 하 전달보다 덜 구체적으로 표적화되지만 훨씬 덜 침습적이며 다양한 안구 질환에 대한 임상 환경에서 널리 사용됩니다.
우리는 이전에 아데노 관련 바이러스(AAV) 매개 유전자 치료 제품(AAV9)의 유리체내 전달의 효능을 입증했습니다. CLN5) 자연적으로 발생하는 CLN5 형태의 신경 세로이드 리포푸신증(NCL)이 있는 양에서. 영향을받은 양은 한쪽 눈에서 IVT 유전자 치료를 받았고 다른 쪽 눈은 내부 대조군으로 사용되었습니다. 망막 구조와 기능은 치료 후 최대 15개월까지 치료된 눈에서 유지된 반면, 치료되지 않은 눈은 사후 검사 중에 점진적으로 기능 저하와 심각한 위축을 보였습니다. 양 연구에 따르면 CLN5 유전자 치료 제품은 2021년 9월 미국 식품의약국(FDA)으로부터 후보 임상시험용 신약(IND)으로 승인되었습니다. 이 논문은 치료 바이러스 벡터를 난소 눈에 IVT 전달하기위한 수술 프로토콜을 자세히 설명합니다.
치료제를 망막에 전달하기 위해 유리체내(IVT), 망막하, 흉막상, 안구주위 또는 국소 투여를 포함하는 여러 방법이 사용될 수 있다. 각 투여 경로는 혈액 망막 장벽 또는 내부 및 외부 제한막과 같은 장벽을 극복하는 것을 포함하며 전달되는 약물 및 특정 망막 표적 1,2에 따라 효능 비율이 다릅니다.
IVT 약물 전달은 눈의 후방을 차지하는 젤라틴 물질 인 눈의 유리체 체액에 주사하는 것을 포함합니다. 유리체 유머의 주요 기능은 눈 구체의 모양을 유지하고 렌즈 및 망막과 같은 안구 조직을 제자리에 유지하는 것입니다. 유리체 체액은 주로 물로 구성되어 있으며 소량의 콜라겐, 히알루 론산 및 기타 비 콜라겐 성 단백질3. IVT 주사는 연령 관련 황반 변성, 당뇨병성 황반 부종, 당뇨병성 망막병증, 망막 정맥 폐색 및 여러 유전성 망막 이영양증 4,5를 포함한 광범위한 안구 상태를 치료하기 위해 일상적으로 사용되는 간단하고 일반적인 절차입니다.
뉴런 세로이드 리포푸시노스(NCL; Batten disease)는 뇌와 망막의 심각한 퇴행을 유발하는 치명적인 리소좀 축적 질환의 그룹입니다. 현재 주로 어린이에게 영향을 미치지 만 발병 연령과 질병 중증도가 다양한 다양한 다른 유전자 (CLN1-8, CLN10-14)의 돌연변이로 인한 NCL의 13 가지 알려진 변종이 있습니다6. NCL은인지 및 운동 저하, 발작 및 시력 상실을 포함한 일반적인 진행성 증상을 공유합니다. NCL에 대한 치료법은 없습니다. 그러나 뇌 유도 효소 대체 요법은 현재 CLN2 질환 7,8에 대한 임상 시험 중이며 AAV 매개 유전자 요법은 전임상 연구에서 큰 가능성을 보여 CLN5 유전자 요법에 대한 임상 시험은 2022 년에 시작될 것으로 예상됩니다 9,10.
다른 많은 종들은 고양이, 개, 양 및 소를 포함하여 자연적으로 발생하는 형태의 NCL을 개발합니다. NCL의 두 가지 양 모델은 현재 뉴질랜드에서 활발히 연구 중입니다 : 보더 데일 양의 CLN5 질병 모델과 사우스 햄프셔 양의 CLN6 질병 모델. 영향을받은 양은 망막 위축 및 시력 상실10,11을 포함하여 인간 질병의 많은 임상 적 및 병리학 적 특징을 나타냅니다. CLN5 질환이 있는 양에서 뇌 유도 CLN5 유전자 요법이 뇌 위축과 임상적 쇠퇴를 예방하거나 중단시킬 수 있지만, 치료받은 양은여전히 시력을 잃습니다9. 이것은 시력을 보존하고 더 나은 삶의 질을 유지하기 위해 망막을 치료할 필요성을 강조하여 양의 안구 유전자 치료를위한 프로토콜을 수립하게되었습니다.
양눈은 눈 구체 치수, 유리체 부피 및 망막 구조10,12,13의 유사성으로 인해 인간 눈의 좋은 모델을 나타냅니다. 이 논문은 소량의 (≤100 μL) 치료 바이러스 벡터를 난소 눈에 IVT 전달하기위한 수술 프로토콜을 자세히 설명합니다.
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모든 실험 프로토콜은 링컨 대학 동물 윤리위원회의 승인을 받았으며 연구에서 동물의 관리 및 사용에 대한 미국 국립 보건원 지침 및 뉴질랜드 동물 복지법 (1999)과 일치합니다. 보더데일 양은 출생14 세에 진단을 받았고 링컨 대학교 연구 농장에서 관리되었습니다. 3개월 된 동형접합체(CLN5-/-) 암양 3마리가 왼쪽 눈에 IVT 단일 주사를 맞았고, 치료되지 않은 오른쪽 눈은 내부 대조군 역할을 했습니다. 전기 망막 조영술 및 병리학 데이터는 과거의 건강 및 영향을받은 대조군 데이터와 비교되었습니다. 이 연구에 사용된 바이러스 벡터는 치킨 베타 작용(CBh) 프로모터와 코돈 최적화된 양 CLN5 (scAAV9/CBh-oCLN5opt)를 포함하는 자가 상보적인 아데노 관련 바이러스 혈청형 9였습니다. 바이러스 벡터는 미국 노스캐롤라이나주 노스캐롤라이나 대학교 벡터 코어에 의해 제공되었다.
1. 수술 전

그림 1: 유리체내 수술 키트. IVT 수술에 필요한 도구에는 (1) 눈꺼풀을 열린 상태로 유지하는 검경과 (2) 구근 결막을 잡고 눈을 회전시키는 한 쌍의 구부러진 코 집게가 포함됩니다. (3) 구근 결막을 잡고 안와로 다시 굴러 들어간 경우 눈을 제자리에 고정하는 대체 도구로 직선 코 지혈 장치도 포함됩니다. 이 키트는 수술 전에 오토클레이브됩니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
2. 수술 절차
| 의식 | 마 취 | 권장되는 중요 개입 지점 | |
| 심박수(비트/분) | 50-80(휴식)에서 280(활성) | 50-80 | <50, >100 |
| 호흡수(호흡수/분) | 15-40 (휴식)에서 350 (과열) | 10-30 | <8, >40 |
| 산소 포화도 (밀리미터 Hg) | 95-100 | 98-100 | <90 |
| 호기말 CO2 (mmHg) | 35-45 | 35-45 | >55 |
| 체온 (°C) | 38.5-39.5 | 38.5-39.5 | <36, >40 |
표 1 : 마취 된 양에서 모니터링 할 매개 변수의 생리 학적 값.
3. 바이러스 제제
4. 바이러스 투여

그림 2: 눈 지구본의 복측 회전. (A) 톱니가 없는 겸자로 구근 결막을 잡고 (B) 복부로(즉, 아래쪽으로) 회전하여 주사를 위해 눈의 등측 표면을 노출시킵니다. 약어 : V = 복부, D = 등쪽, M = 내측, L = 측면. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

그림 3: 사출 위치 및 깊이. 바늘은 눈 지구본의 등측 측면에 주입되고 바늘 샤프트의 전체 길이(0.5인치/12.7mm)가 눈에 삽입됩니다. 렌즈를 피하고 가능한 한 망막에 가깝게 주입하기 위해 눈의 뒤쪽을 향한 바늘의 각도에 유의하십시오. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
5. 수술 후 관리
6. 생체 내 효능 평가
7. 사후 조직 분석
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CLN5 NCL을 가진 양에서 망막 기능 장애 및 퇴행을 약화시키는 CLN5 유전자 요법 벡터의 IVT 전달의 효능은 이전에 이 연구 그룹15에 의해 입증되었습니다. 영향을 받은 양은 AAV 혈청형 9(AAV9) 벡터(AAV9)에 패키징된 CLN5의 단일 100μL IVT 주사를 받았습니다. CLN5)를 한쪽 눈으로, 반대쪽 눈은 치료되지 않은 내부 대조군 역할을합니다. 시력은 주사 시점의 연령 (3 개월)부터 말기 질환 (18 개월)까지 매월 평가되었다. 망막 조직학의 사후 분석은 치료된 눈과 치료되지 않은 눈뿐만 아니라 연령이 일치하는 건강한 대조군과 CLN5에 영향을 받은 대조군에서 수행되었습니다.
망막 조영술(ERG) 분석은 치료된 눈에서 보존된 망막 기능을 입증한 반면, 치료되지 않은 눈은 CLN5에 영향을 받은 동물과 유사한 방식으로 감소했습니다(그림 4)
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유리체 내 주사는 인간 안과에서 가장 일반적인 수술 절차 중 하나이며 양의 망막에 AAV 매개 유전자 요법을 전달하는 데 효과적인 것으로 입증되었습니다. 우리는 이전에 AAV9의 효능을 입증했습니다. CLN5 유전자 요법은 CLN5 NCL15로 양에서 망막 기능 장애 및 퇴행을 약화시키는 유리체 내 전달을 받았습니다. 인간 NCL 환자에게이 투여 경로의 번역이 또한 유익한 것으로 입증 될 것으로 기대된다.
양의 눈에 소량 IVT 주사를 위한 프로토콜은 비교적 간단하고 비침습적이며 쉽게 재현할 수 있고 비전문가도 쉽게 배울 수 있습니다. 성공 여부는 망막 내의 표적 세포, 전달되는 치료법, 주사 자체의 위치와 방향에 달려 있습니다. IVT 주사는 종종 망막 내층을 표적으로 하는 데 가장 효과적인 것으로 생각되지만, 많은 연구자들은 망막 외막이 질병 발병기전의 주요 위치인 질병에서 IVT 주사의 효능을 입증했습니다
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저자는 공개 할 이해 상충이 없습니다.
저자는 Steve Heap 박사 (BVSc, CertVOphthal)가이 프로토콜을 수립하고 Murray et al.15에 의해 설명 된 주사를 수행하는 데 도움을 준 것에 대해 인정하고자합니다. 저자는 또한 CureKids New Zealand, Canterbury Medical Research Foundation, Neurogene Inc 및 Batten Disease Support and Research Association의 자금 지원을 인정합니다.
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| 1.5mL 마이크로 원심분리기 튜브 | Sigma Aldrich | HS4323 | Autoclave 튜브를 사용하여 사용 전 살균 |
| 마취기와 가스 벤치 및 모니터 | Hyvet Anesthesia, 크라이스트처치, 뉴질랜드 | ||
| 항생제 안약 | Teva Pharma Ltd, 오클랜드, 뉴질랜드 | 상업명: 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 진정제 | Ilium, Troy Laboratories Pty Ltd, 뉴질랜드 | 5mg/mL | |
| 기관내관 | Flexicare Medical Ltd, Mountain Ash, 영국 | 표준, 수갑. 양 크기에 따라 사이즈 7, 7.5 또는 8 | |
| 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 | 또는 유사한 |
| 필터 팁 | Interlab, 오클랜드, 뉴질랜드 | 10, 200 및 1,000 &마이크로; 엘 | |
| 포름알데히드 용액 (37%) | Fisher Scientific, Auckland, New Zealand | AJA809-2.5PL | 0.9% NaCl |
| 염소 항토끼 Alexa Fluor 594 | Invitrogen Carlsbad, CA, USA | A-11012 | :500 |
| Isoflurane 마취제 | Attane, Bayer Animal Health, Auckland, New Zealand | ||
| Ketamine HCl 마취제/진통제 | PhoenixPharm Distributors Ltd, Auckland, New Zealand | 100 mg/mL | |
| 후두경 (수의학) | KaWe Medical, Denmark | Miller C 블레이드, 크기 2 | |
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