Mongoolse Gerbils als een diermodel voor wondgenezing
Summary
Dit artikel beschrijft een nieuw diermodel dat is ontwikkeld om de anatomie en histologie van het hoornvlies en zijn genezingsprocessen te bestuderen. Dit nieuwe diermodel maakt gebruik van de Mongoolse gerbil, die een hoornvlies heeft met veel overeenkomsten met het menselijk hoornvlies.
Abstract
Cornea wondgenezingsstudies worden al lange tijd uitgevoerd en hebben geholpen om lijden te verminderen en behandelingen te ontwikkelen die bijdragen aan het verbeteren van de ooggezondheid van patiënten. Historisch gezien is corneagenezing bestudeerd bij knaagdieren zoals muizen en ratten, maar deze modellen bootsen menselijke aandoeningen mogelijk niet volledig na. Informatie over andere knaagdieren zoals Mongoolse gerbils (Meriones unguiculatus) is echter schaars in hoornvliesonderzoek.
Hier beschrijven we een techniek om een nieuw diermodel te ontwikkelen voor het bestuderen van corneagenezing na fotorefractieve keratectomie. Vanwege de beperkte literatuur die beschikbaar is over het hoornvlies van M. unguiculatus, beschrijven we ook een histologische analyse van het normale hoornvlies. Deze onderzoekstechnieken kunnen ook worden gebruikt bij de studie van oogziekten vanwege de gelijkenis tussen de hoornvliezen van Mongoolse gerbils en mensen op het gebied van genetica, anatomie en fysiologie.
Introduction
Enkele van de belangrijkste aspecten van cornea wondgenezing, die belangrijke aandachtspunten zijn voor anterieure segmentchirurgie, zijn de integriteit van de epitheliale architectuur, het behoud van de transparantie van het corneastroma en ten slotte de uitkomst in termen van de brekingseigenschappen van het hoornvlies1.
Het hoornvlies is het buitenste heldere weefsel aan de voorkant van de oogbol en is daarom vatbaar voor trauma, infecties en brandwonden; de verminderde genezing van deze wonden kan de visuele gezondheid in gevaar brengen2.
Op dit moment zijn er verschillende diermodellen beschikbaar om de genezing van het hoornvlies te bestuderen, en sommige zijn beter dan andere, afhankelijk van de soort en het type mechanisme dat moet worden bestudeerd1. Er zijn een paar verslagen van eerdere onderzoeken op het netvlies van gerbils2. Tot nu toe is er echter geen gepubliceerde literatuur over de littekenprocessen in het hoornvlies van deze knaagdieren.
Hier presenteren we Meriones unguiculatus (Mongoolse gerbil) als een diermodel van wondgenezing in het hoornvlies. Procedures om corneagenezing na fotorefractieve keratectomie uit te lokken worden beschreven, waardoor we de verschillende soorten cornealittekenprocessen kunnen bestuderen, wondgenezing kunnen begrijpen in termen van de dynamische fasen van levend weefsel en ten slotte geschikte toekomstige behandelingen kunnen plannen3. Fototherapeutische keratectomie is een zeer reproduceerbare techniek met de mogelijkheid om parameters zoals de diepte en diameter van het hoornvliesletsel nauwkeurig te regelen4. Bovendien vereist deze techniek geen procedures met chirurgische instrumenten of chemische oplossingen (bijv. zoutoplossing, formaline, alcohol, enz.) die variabelen kunnen toevoegen die specifiek zijn voor de instrumenten of voor de operator die de procedure uitvoert5.
Drie 6 maanden oude mannelijke gerbils van vergelijkbare groottes en gewichten (ongeveer 90 g) werden gebruikt voor het experiment dat in dit artikel wordt gepresenteerd. De ingrepen werden alleen in de rechter ogen uitgevoerd. Eén gerbil (aangeduid als gerbil 1 of controle) onderging geen fototherapeutische keratectomie en werd geïnsufficiënteerd om alle normale oculaire structuren te evalueren. Fototherapeutische keratectomie omvat de gecontroleerde afgifte van excimeer lasergegenereerd ultraviolet licht aan het hoornvlies en is ontwikkeld om refractieve chirurgie uit te voeren6. Het is gebruikt bij andere knaagdieren, zoals muizen7. De andere twee gerbils werden onderworpen aan fototherapeutische keratectomie. Een van hen werd na 24 uur (gerbil 2 genoemd) en de andere na de operatie (gerbil 3) en de andere om 96 uur (gerbil 3 genoemd).
Om dit experiment uit te voeren, werd een willekeurig geselecteerde gerbil gefilmd voor elke te bestuderen aandoening, maar dit experiment werd eerder uitgevoerd met 16 gerbils in totaal voor elke aandoening. Om bewerkingsredenen werd besloten om voor elke aandoening (drie gerbils in totaal) een willekeurig geselecteerde gerbil te gebruiken.
Het belangrijkste doel van dit onderzoek is om het beste diermodel te verkennen dat beschikbaar is. Het is echter belangrijk op te merken dat niet alle soorten oogkenmerken hebben die vergelijkbaar zijn met die van het menselijk oog8. Dit artikel beschrijft de methodologie die wordt gebruikt om het hoornvlies van Meriones unguiculatus te bestuderen en de procedure die wordt uitgevoerd om de hoornvliesbeschadiging te genereren, waardoor we het genezingsproces kunnen bestuderen.
Protocol
Representative Results
Discussion
De fysiologie van cornea wondgenezing is een balans tussen weefselregeneratie en het behoud van homeostase. Overmatige wondgenezing kan leiden tot fibrose en littekens, wat uiteindelijk kan leiden tot het verlies van de orgaanfunctie. Met de snelle evolutie van corneachirurgische procedures kan het belang van het begrijpen van corneawondgenezing en de fysiologische en pathologische gebeurtenissen die ermee gepaard gaan niet worden overschat11.
Meerdere onderzoekswerken…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
We willen ingenieur Rodrigo de la Fuente bedanken voor zijn onschatbare hulp en technische ondersteuning. We bedanken ook María Eugenia Corbela voor de vertelling en Priscilla Hazrún voor de uitgave van de figuren. Hugo Luján stond ons toe om gebruik te maken van de faciliteiten van het Center for Research and Development in Immunology and Infectious Diseases (CIDIE).
Materials
| Anesthesia | Tododrogas | ||
| Eppendorf tubes | Tododrogas | ||
| Excimer Laser | Technolas | 2022445 | |
| Fluorescein | Poen | ||
| Forceps | Ofcor | 3339 | |
| Formaldehyde | Tododrogas | ||
| Gloves | Tododrogas | ||
| Ketamine | Sigma-Aldrich | ||
| Optical coherence tomography | Optovue | 659007 | |
| Proparacaine | Poen | ||
| Scisors | Ofcor | 3336 | |
| Sterile drapes | Soporte hospitalario | ||
| Sterile gauzes | Soporte hospitalario | ||
| Syringes and needles | Tododrogas | ||
| Xylazine | Sigma-Aldrich |
Referências
- Kuo, I. C. Corneal wound healing. Current Opinion in Ophthalmology. 15 (4), 311-315 (2004).
- Agrawal, V. B., Tsai, R. J. Corneal epithelial wound healing. Indian Journal of Ophthalmology. 51 (1), 5-15 (2003).
- Lu, L., Reinach, P. S., Kao, W. W. Corneal epithelial wound healing. Experimental Biology and Medicine. 226 (7), 653-664 (2001).
- Rathi, V. M., Vyas, S. P., Sangwan, V. S. Phototherapeutic keratectomy. Indian Journal of Ophthalmology. 60 (1), 5-14 (2012).
- Baumeister, M., Bühren, J., Ohrloff, C., Kohnen, T. Corneal re-epithelialization following phototherapeutic keratectomy for recurrent corneal erosion as in vivo model of epithelial wound healing. Ophthalmologica. 223 (6), 414-418 (2009).
- Fagerholm, P. Phototherapeutic keratectomy: 12 years of experience. Acta Ophthalmologica Scandinavica. 81 (1), 19-32 (2003).
- Mohan, R. R., Stapleton, W. M., Sinha, S., Netto, M. V., Wilson, S. E. A novel method for generating corneal haze in anterior stroma of the mouse eye with the excimer laser. Experimental Eye Research. 86 (2), 235-240 (2008).
- Shah, D., Aakalu, V. K. Murine corneal epithelial wound modeling. Methods in Molecular Biology. 2193, 175-181 (2021).
- Zorio, D. A. R., et al. De novo sequencing and initial annotation of the Mongolian gerbil (Meriones unguiculatus) genome. Genomics. 111 (3), 441-449 (2019).
- Kalha, S., Kuony, A., Michon, F. Corneal epithelial abrasion with ocular burr as a model for cornea wound. Journal of Visualized Experiments. (137), e58071 (2018).
- Yang, S., et al. The electroretinogram of Mongolian gerbil (Meriones unguiculatus.): Comparison to mouse. Neuroscience Letters. 589, 7-12 (2015).
- Baker, A. G., Emerson, V. F. Grating acuity of the Mongolian gerbil (Meriones unguiculatus). Behavioural Brain Research. 8 (2), 195-209 (1983).
- Govardovskii, V. I., Röhlich, P., Szél, A., Khokhlova, T. V. Cones in the retina of the Mongolian gerbil, Meriones unguiculatus: An immunocytochemical and electrophysiological study. Vision Research. 32 (1), 19-27 (1992).
- Zanandréa, L. I., Oliveira, G. M., Abreu, A. S., Pereira, F. E. Ocular lesions in gerbils (Meriones unguiculatus) infected with low larval burden of Toxocara canis: Observations using indirect binocular ophthalmoscopy. Revista da Sociedade Brasileira de Medicina Tropical. 41 (6), 570-574 (2008).
- Cheng, S., et al. Enhancement of de novo sequencing, assembly and annotation of the Mongolian gerbil genome with transcriptome sequencing and assembly from several different tissues. BMC Genomics. 20 (1), 903 (2019).
- Henriksson, J. T., McDermott, A. M., Bergmanson, J. P. Dimensions and morphology of the cornea in three strains of mice. Investigative Ophthalmology and Visual Science. 50 (8), 3648-3654 (2009).
- Panagiotopoulos, M., Gan, L., Fagerholm, P. Stroma remodelling during healing of corneal surface irregularities induced by PTK. Acta Ophthalmologica Scandinavica. 85 (4), 387-394 (2007).
