Um ferimento Modelo Alkali queima de córnea neovascularização no Rato

Summary

A neovascularização (NV) da córnea pode complicar múltiplas patologias visuais. Utilizando um modelo controlado lesão alcalino-queima, um nível quantificável da NV córnea pode ser produzido para o estudo mecanicista da NV córnea e avaliação de potenciais terapias para doenças neovascular.

Abstract

Sob condições normais, a córnea é avascular, e esta transparência é essencial para manter uma boa acuidade visual. Neovascularização (NV) da córnea, o que pode ser causado por trauma, ceratoplastia ou doença infecciosa, decompõe o chamado 'privilégio angiogénico' da córnea e forma a base de várias patologias visuais que podem mesmo conduzir à cegueira. Embora existam várias opções de tratamento disponíveis, a necessidade médica fundamentais apresentados por patologias neovascular córnea permanece inacabado. A fim de desenvolver terapias seguras, eficazes e direcionados, é necessário um modelo confiável de NV córnea e intervenção farmacológica. Aqui, descrevemos um modelo de neovascularização corneana lesão álcali-queimadura no mouse. Este protocolo fornece um método para a aplicação de uma lesão alcalino-queima controlada para a córnea, a administração de um composto farmacológico de interesse, e a visualização do resultado. Este método poderia ser instrumentaltal para o estudo dos mecanismos e oportunidades de intervenção em NV córnea e outros distúrbios neovascular.

Introduction

Cegueira da córnea é a quarta causa mais comum de cegueira, responsável por cerca de 4% de todos os casos de ^1. Neovascularização da córnea (NV) desempenha um papel importante em muitas destas patologias, incluindo a ceratite herpética (a principal causa infecciosa de cegueira no Ocidente) e tracoma (a principal causa de cegueira no mundo inteiro infeccioso) ^2. As terapias atuais incluem esteróides, medicamentos anti-inflamatórios não-esteróides (AINE), terapias anti-VEGF e ciclosporina A, bem como as técnicas cirúrgicas convencionais ou a laser ^3. No entanto, a natureza altamente debilitante de patologias NV base da córnea, a escassez de instalações cirúrgicas capazes de tratar NV córnea, ea falta de uma opção farmacológica fortemente a realização de uma mesa redonda liderada especialista recente a concluir que, apesar das terapias existentes, a necessidade médica fundamentais apresentado por estas patologias permanece insatisfeita ^4.

A córnea humanaé composto por 5 camadas, 3 camadas celulares (epitelial, estroma e endotélio) e 2 de interface (membrana de Bowman e membrana Descemet). Ela funciona como uma barreira mecânica e a superfície de refracção para o olho. A sua natureza transparente é a conseqüência de um delicado equilíbrio de seus componentes, e é parte integrante da sua função própria ^5. Normalmente avascular, a córnea recebe sangue microvasos que correm ao longo do seu bordo exterior, que são alimentados a partir da ciliar e artérias oftálmicas. Corneal NV ocorre quando um estimulo promove a angiogénese dos vasos, permitindo-lhes crescer em direcção ao centro da córnea e assim limitar a visão ^6. Angiogênese corneana inclui hemangiogenesis e lymphangiogenesis, o que resultará no crescimento interno dos vasos sanguíneos e vasos linfáticos da arcada vascular do limbo em direção ao centro da córnea. Isto leva a uma quebra de córnea "privilégio angiogênico", um aumento na opacidade da córnea e fibrose, rompimento da córnea laYERS, edema e ^7. Os gatilhos precisas de NV córnea são inúmeras, que vão desde uma resposta a doenças infecciosas, como o tracoma a um estado induzido quimicamente causado medicamentos tradicionais, produtos químicos industriais, ou até mesmo agentes de guerra química.

Os mecanismos moleculares deste processo não são, ainda, totalmente caracterizado; no entanto, alguns jogadores-chave foram identificados. Sob condições normais, a córnea possui um único 'privilégio angiogénico "mantida por um conjunto redundante de factores anti-angiogénicos (tais como solúveis de VEGF-R1) ^8. No entanto, em resposta a um estímulo externo (por exemplo, uma lesão), não haverá uma regulação positiva locais de factores pró-angiogénicos (por exemplo, VEGF-D). Este dicas o equilíbrio de fatores pró e anti-angiogênicos que subjaz privilégio angiogênico da córnea, e leva a hemangiogenesis, lymphangeogenesis e inflamação, portanto, causando patologia da córnea e até cegueira ^9.

<p class = "jove_content"> Dada a necessidade médica não atendida desta patologia altamente debilitante, é de interesse para o campo para ter um modelo animal confiável de NV córnea. Aqui apresentamos um modelo desse tipo: controlado lesão álcali-queimadura. Vários modelos olho-lesão com base em uso de anéis de papel de filtro são usados ​​desde 1970 ^10. Em 1989, um grupo de oftalmologistas Harvard Medical School caracterizado um modelo padrão de lesão da córnea alcalino-queimadura central em coelhos com base no embebendo um pedaço de papel de filtro circular com hidróxido de sódio (NaOH) e aplicando-a à córnea a uma gama específica de concentrações ^11. Desde então esta técnica tem sido adaptada para uso no rato ^12-14. Recentemente, o laboratório de Wang estudou os efeitos terapêuticos da histona deacetilase (HDAC) SAHA na patogênese da NV córnea utilizando um modelo de lesão da córnea alcalino-burn rato ^15. A metodologia do modelo de lesão da córnea do rato alcalino-burn aqui apresentado foi construídoprincipalmente no trabalho prévio de dois outros jornais ^14,16.

Protocol

Nota: O seguinte protocolo e os resultados representativos utilizar o inibidor HDAC SAHA como um composto de exemplo. No entanto, este protocolo é de modo algum limitado ao uso de SAHA, e é recomendada como um método geral para testar os efeitos de compostos solúveis em neovascularização córnea. Pequenas modificações terão de ser feitas para o grau de diluição, assim como a frequência e duração da aplicação. Além disso, os compostos que são facilmente solúveis em água poderá ser administrada na aus…

Representative Results

Após lesão alcalino-queimadura, NV córnea ocorre em, dependente do tempo de forma previsível. Figura 1 demonstra a diferença gritante tanto na neovascularização e opacidade da córnea entre um animal não tratado (Figura 1A) e de um animal tratado com o inibidor de HDAC SAHA (Figura 1B ) no ponto de tempo de 7 dias. As Figuras 2A e 2B mostram uma montagem plana da córnea de um olho de controlo não t…

Discussion

O protocolo aqui apresentado resulta em níveis reprodutíveis de hemangiogenesis, lymphangiogenesis e inflamação, tornando-se um sistema ideal para estudar estes três processos (inter-relacionadas). Enquanto este método produz NV córnea centralizado, vários métodos que foram desenvolvidos para causar mais direcionado NV, ou seja, a sutura da córnea ¹⁷ e implantados do fator de crescimento expressando pelotas ^18, também pode ser do seu interesse. Nosso protocolo é projetado para uso no ra…

Materials

1 mL Syringe	BD	309659
18 Guage Needle	BD	305918
10 mL Syringe	BD	306575
25 Guage Needle	BD	305916
Anti-F4/80 (rat anti-mouse)	AbD Serotech	MCA497RT
Anti-LYVE-1 (rabbit anti-mouse)	Abcam	ab14917
Anti-PECAM-1 (rat anti-mouse)	BD	553370
Anti-IgG Alexa488 (goat anti-rat)	Invitrogen	A11006
Anti-IgG Alexa594 (goat anti-rabbit)	Invitrogen	A11012
Camera	Tucsen	TCC 5.0 ICE
Coverslips	Fisher	12-548-B
DMSO	Sigma	D4540-1L	Caution: Mutagenic, Toxic
Forceps (Blunt), Iris	WPI	15915
Forceps (Sharp), Dumont #4	WPI	500340
KCl	Fisher	P217-500
Ketamine Solution	MedVet	RXKETAMINE	Controlled substance, proper license required for use.
Light Source for Microscope	AmScope	LED-14M-YA
Microscope (Stereo 7X-45X)	AmScope	SM-1B
Mounting Medium, Vectashield	Vector	H-1000
NaCl	Fisher	S271-10
NaH2PO4	Fisher	S397-500
NaOH	Fisher	S318-1	Caution: Corrosive
Paraformaldehyde		P6148-500G	Caution: Allergenic, Carcenogenic, Toxic
Proparacaine Hydrochloride	Sigma	P4554-1G
Scissors (5mm blade), Vanas	WPI	14003
Goat Serum	MPBio	92939249
Microscope Slides	Fisher	12-550-15
Triton X-100	Sigma	T8787-100ML
Whatman Grade 1 Filter Paper	Whatman	1001-6508
Xylazine Solution	MedVet	RXANASED-20