Summary

Un modèle de glaucome induit par la Suture Circumlimbal chez le rat et la souris

Published: October 05, 2018
doi:

Summary

Hypertension oculaire chronique est induite en appliquant une suture de circumlimbal chez les rats et les souris, conduisant à une détérioration fonctionnelle et structurelle des cellules ganglionnaires rétiniennes conformes de glaucome.

Abstract

La suture de circumlimbal est une technique permettant d’induire expérimental glaucome chez les rongeurs en élevant chroniquement la pression intraoculaire (PIO), un facteur de risque connu de glaucome. Ce protocole montre un guide étape par étape sur cette technique en Long Evans rats et les souris C57BL/6. Sous anesthésie générale, une « » suture en bourse est appliquée sur la conjonctive, autour de l’Équateur et derrière le limbe de le œil. Le œil collègue sert un témoin non traité. Pendant toute la durée de notre étude, qui a été une période de 8 semaines pour les rats et 12 semaines pour les souris, le IOP est demeurée élevée, mesurée régulièrement par tonométrie de rebond chez des animaux conscients sans anesthésie topique. Chez les deux espèces, les yeux suturées a montré électrorétinogramme fonctionnalités compatibles avec dysfonctionnement rétinien intérieur préférentiel. Tomographie par cohérence optique a montré sélectif amincissement de la couche des fibres nerveuses rétiniennes. Histologie de la rétine de rat en coupe transversale trouvé réduit la densité des cellules dans la couche de cellules ganglionnaires, mais aucun changement dans les autres couches cellulaires. La coloration des rétines souris plat monté avec un marqueur spécifique de la cellule de ganglion (RBPMS), a confirmé la perte de cellules ganglionnaires. La suture de circumlimbal est un simple, minimalement invasive et économique moyen d’induire l’hypertension oculaire qui conduit à des lésions des cellules ganglionnaires chez les rats et les souris.

Introduction

Modèles animaux fournissent qu’une plate-forme importante pour l’étude de systèmes cellulaires en laboratoire processus sous-jacent pathogenèse de glaucome, ainsi que d’évaluer les interventions thérapeutiques possibles. Plusieurs modèles inductibles ont été développés pour produire l’élévation soutenue de la pression intraoculaire (PIO), le plus important facteur de risque de glaucome. Les méthodes qui ont été appliqués pour élever IOP comprennent : une injection saline hypertonique dans épiscléral1, photocoagulation laser du trabéculum2 ou des veines limbique3et intracameral injection de substances telles que les veines fantôme rouge globules4, microbilles5,6 et viscoélastique agents7. Chaque approche a ses avantages et ses limites.

Un bon modèle pour le glaucome devrait imiter le processus de la maladie, avec complication minime comme des opacités traumatisme, inflammation et médias. Ces complications sont souvent associées avec les procédures utilisées pour induire l’élévation des IOP et peuvent confondre interprétation des résultats. Par exemple, ponction de la chambre antérieure, même lorsque les substances étrangères ne sont pas introduites, s’est avérée causer un traumatisme et une inflammation qui n’est pas représentative du changement glaucomateuse typique8,9. En plus de l’importance d’éviter l’inflammation, maintenant clarté optique facilite l’imagerie in vivo et électrophysiologie pour surveiller la progression de la maladie. Même si on ne sait pas dans quelle mesure ces complications peuvent affecter les enquêtes de la maladie, il peut être préférable d’éviter de pénétrer dans le œil durant l’induction modèle. L’approche de suture circumlimbal évite la pénétration du globe et facilite en vivo une évaluation longitudinale de structure rétinienne et la fonction. Plus important encore, ce modèle diffère des précédents dans sa capacité à retourner IOP aux valeurs de base par l’enlèvement de la suture au besoin. Normalisation de l’IOP peut-être être utile pour étudier le cellulaire et moléculaires corrélats du ganglion réversible et irréversible cellulaire blessure10,11,12,13,14.

Cet article se concentre sur la technique d’induction de modèle. Caractérisation de la lésion rétinienne induite par ce modèle chez les rats et les souris se trouvent plus en détail ailleurs15,16,17,18,19.

Protocol

Toutes les procédures expérimentales ont été menées selon le Code de pratique australienne pour le soin et l’utilisation des animaux à des fins scientifiques, défini par la National Health and Medical Research Council en Australie. Approbation éthique a été obtenue de la Commission d’éthique de l’Animal Institut Howard Florey (agrément n° 13-044-UM et 13-068-UM pour les rats et les souris, respectivement). 1. mesure de la pression intraoculaire chez le rat éveillé <l…

Representative Results

Les résultats suivants dans les rats et les souris18 16 ont été rapportées et sont résumés ci-dessous. La suture circumlimbal produit un schéma similaire de l’élévation des IOP chez les rats et les souris (Figure 2). Un bref pic IOP, jusqu’à 58,1 ± 2,7 mmHg chez les rats et 38,7 ± 2,2 mm Hg chez la souris, a été constaté immédiatement après l’intervention de la suture. Chez le rat, grandeur …

Discussion

La suture de circumlimbal est un nouveau modèle d’hypertension oculaire chronique. Outre les études dont les résultats représentatifs sont d’origine16,18, ce modèle animal a été utilisé dans un certain nombre de récentes études15,23,24,25 ,26. Comparaison entre ces rapports précédents …

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Ce travail est financé par la National Health et subvention de projet du Medical Research Council of Australia (1046203), Australian Research Council avenir Fellowship (FT130100338).

Materials

normal saline Baxter International Inc AHB1323 Maintain corneal hydration during surgery
Chlorhexadine 0.5% Orion Laboratories 27411, 80085 Disinfection of surgical instrument
Isoflurane 99.9% Abbott Australasia Pty Ltd CAS 26675-46-7 Proprietory Name: Isoflo(TM) Inhalation anaaesthetic. Pharmaceutical-grade inhalation anesthetic mixed with oxygen gas for suture procedure
ocular lubricant Alcon Laboratories  1618611 Proprietory Name: Genteal, ocular lubricant to keep the other eye moist
Needle holder (microsurgery) World Precision Instruments 555419NT To hold needle during ocular surgery
Proxymetacaine 0.5% Alcon Laboratories  CAS 5875-06-9 Topical ocular analgesia
Scissors (microsurgery) World Precision Instruments 501232 To cut excessive suture stump during ligation
Surgical drape Vital Medical Supplies GM29-612EE Ensure sterile enviornment during surgery
Suture needle for rats (microsurgery) Ninbo medical needles 151109 8-0 nylon suture attached with round needle, cutting edge 3/8, dual-needle, suture length 30cm
Suture needle for mice (microsurgery) Ninbo medical needles 160905 10-0 nylon suture attached with round needle, cutting edge 3/8, dual-needle, suture length 30cm
Tweezers (microsurgery) World Precision Instruments 500342 Manipulate tissues during ocular surgery
rebound tonometer TONOLAB, iCare, Helsinki, Finland TV02 for intraocular pressure monitoring

Referências

  1. Morrison, J. C., et al. A rat model of chronic pressure-induced optic nerve damage. Experimental Eye Research. 64 (1), 85-96 (1997).
  2. Feng, L., Chen, H., Suyeoka, G., Liu, X. A laser-induced mouse model of chronic ocular hypertension to characterize visual defects. Journal of Visualized Experiments. (78), (2013).
  3. Chiu, K., Chang, R., So, K. F. Laser-induced chronic ocular hypertension model on SD rats. Journal of Visualized Experiments. (10), 549 (2007).
  4. Quigley, H. A., Addicks, E. M. Chronic experimental glaucoma in primates. I. Production of elevated intraocular pressure by anterior chamber injection of autologous ghost red blood cells. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 19 (2), 126-136 (1980).
  5. Bunker, S., et al. Experimental glaucoma induced by ocular injection of magnetic microspheres. Journal of Visualized Experiments. (96), (2015).
  6. Weber, A. J., Zelenak, D. Experimental glaucoma in the primate induced by latex microspheres. Journal of Neuroscience Methods. 111 (1), 39-48 (2001).
  7. Moreno, M. C., et al. A new experimental model of glaucoma in rats through intracameral injections of hyaluronic acid. Experimental Eye Research. 81 (1), 71-80 (2005).
  8. Hoyng, P. F., Verbey, N., Thorig, L., van Haeringen, N. J. Topical prostaglandins inhibit trauma-induced inflammation in the rabbit eye. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 27 (8), 1217-1225 (1986).
  9. Kezic, J. M., Chrysostomou, V., Trounce, I. A., McMenamin, P. G., Crowston, J. G. Effect of anterior chamber cannulation and acute IOP elevation on retinal macrophages in the adult mouse. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 54 (4), 3028-3036 (2013).
  10. Waisbourd, M., et al. Reversible structural and functional changes after intraocular pressure reduction in patients with glaucoma. Graefe’s Archive for Clinical and Experimental Ophthalmology. 254 (6), 1159-1166 (2016).
  11. Foulsham, W. S., Fu, L., Tatham, A. J. Visual improvement following glaucoma surgery: a case report. BMC Ophthalmology. 14, 162 (2014).
  12. Anderson, A. J., Stainer, M. J. A control experiment for studies that show improved visual sensitivity with intraocular pressure lowering in glaucoma. Ophthalmology. 121 (10), 2028-2032 (2014).
  13. Ventura, L. M., Feuer, W. J., Porciatti, V. Progressive loss of retinal ganglion cell function is hindered with IOP-lowering treatment in early glaucoma. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 53 (2), 659-663 (2012).
  14. Zhao, D., et al. ARVO abstract number 3696 – B0043. annual meeting of Association for Research in Vision and Ophthalmology, Honolulu, Hawaii, USA. , (2018).
  15. Liu, H. H., et al. Chronic ocular hypertension induced by circumlimbal suture in rats. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 56 (5), 2811-2820 (2015).
  16. Zhao, D., et al. Characterization of the Circumlimbal Suture Model of Chronic IOP Elevation in Mice and Assessment of Changes in Gene Expression of Stretch Sensitive Channels. Frontiers in Neuroscience. 11, 41 (2017).
  17. Nguyen, C. T., et al. Simultaneous Recording of Electroretinography and Visual Evoked Potentials in Anesthetized Rats. Journal of Visualized Experiments. (113), (2016).
  18. Van Koeverden, A. K., He, Z., Nguyen, C. T., Vingrys, A. J., Bui, B. V. Systemic hypertension is not protective against chronic IOP elevation in a rodent model. Scientific Reports. 8 (1), 7107 (2018).
  19. Rodriguez, A. R., de Sevilla Muller, L. P., Brecha, N. C. The RNA binding protein RBPMS is a selective marker of ganglion cells in the mammalian retina. Journal of Comparative Neurology. 522 (6), 1411-1443 (2014).
  20. Aihara, M., Lindsey, J. D., Weinreb, R. N. Twenty-four-hour pattern of mouse intraocular pressure. Exp Eye Research. 77 (6), 681-686 (2003).
  21. Jia, L., Cepurna, W. O., Johnson, E. C., Morrison, J. C. Patterns of intraocular pressure elevation after aqueous humor outflow obstruction in rats. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 41 (6), 1380-1385 (2000).
  22. Nadal-Nicolas, F. M., Jimenez-Lopez, M., Sobrado-Calvo, P., Nieto-Lopez, L., Canovas-Martinez, I., Salinas-Navarro, M., Vidal-Sanz, M., Agudo, M. Brn3a as a marker of retinal ganglion cells: qualitative and quantitative time course studies in naive and optic nerve-injured retinas. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 50 (8), 3860-3868 (2009).
  23. Liu, H. H., Flanagan, J. G. A Mouse Model of Chronic Ocular Hypertension Induced by Circumlimbal Suture. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 58 (1), 353-361 (2017).
  24. Liu, H. H., He, Z., Nguyen, C. T., Vingrys, A. J., Bui, B. V. Reversal of functional loss in a rat model of chronic intraocular pressure elevation. Ophthalmic & Physiological Optics. 37 (1), 71-81 (2017).
  25. Liu, H. H., Zhang, L., Shi, M., Chen, L., Flanagan, J. G. Comparison of laser and circumlimbal suture induced elevation of intraocular pressure in albino CD-1 mice. PLoS One. 12 (11), 0189094 (2017).
  26. Shen, H. H., et al. Intraocular Pressure Induced Retinal Changes Identified Using Synchrotron Infrared Microscopy. PLoS One. 11 (10), 0164035 (2016).
check_url/pt/58287?article_type=t

Play Video

Citar este artigo
He, Z., Zhao, D., van Koeverden, A. K., Nguyen, C. T., Lim, J. K. H., Wong, V. H. Y., Vingrys, A. J., Bui, B. V. A Model of Glaucoma Induced by Circumlimbal Suture in Rats and Mice. J. Vis. Exp. (140), e58287, doi:10.3791/58287 (2018).

View Video