Gerbilli mongoli come modello animale di guarigione delle ferite
Summary
Questo articolo descrive un nuovo modello animale sviluppato per studiare l’anatomia e l’istologia della cornea e dei suoi processi di guarigione. Questo nuovo modello animale utilizza il gerbillo mongolo, che ha una cornea con molte somiglianze con la cornea umana.
Abstract
Gli studi sulla guarigione delle ferite corneali sono stati condotti per lungo tempo e hanno contribuito a ridurre la sofferenza e sviluppare trattamenti che contribuiscono a migliorare la salute degli occhi dei pazienti. Storicamente, la guarigione corneale è stata studiata in roditori come topi e ratti, ma questi modelli potrebbero non imitare completamente i disturbi umani. Tuttavia, le informazioni su altri roditori come i gerbilli mongoli (Meriones unguiculatus) sono scarse nella ricerca corneale.
Qui, descriviamo una tecnica per sviluppare un nuovo modello animale per studiare la guarigione corneale dopo cheratectomia fotorefrattiva. A causa della limitata letteratura disponibile sulla cornea di M. unguiculatus, descriviamo anche un’analisi istologica della cornea normale. Queste tecniche di ricerca possono anche essere impiegate nello studio delle malattie degli occhi a causa della somiglianza tra le cornee dei gerbilli mongoli e gli esseri umani in termini di genetica, anatomia e fisiologia.
Introduction
Alcuni degli aspetti più importanti della guarigione delle ferite corneali, che sono preoccupazioni chiave per la chirurgia del segmento anteriore, sono l’integrità dell’architettura epiteliale, il mantenimento della trasparenza dello stroma corneale e, infine, il risultato in termini di proprietà refrattive della cornea1.
La cornea è il tessuto chiaro più esterno nella parte anteriore del bulbo oculare ed è, quindi, suscettibile di traumi, infezioni e ustioni; La guarigione compromessa di queste ferite può compromettere la salute visiva2.
Allo stato attuale, sono disponibili diversi modelli animali per studiare la guarigione corneale, e alcuni di essi sono migliori di altri, a seconda della specie e del tipo di meccanismo da studiare1. Ci sono alcune registrazioni di precedenti indagini sulla retina dei gerbilli2. Tuttavia, finora, non esiste letteratura pubblicata sui processi cicatriziali nella cornea di questi roditori.
Qui, presentiamo Meriones unguiculatus (gerbillo mongolo) come modello animale di guarigione delle ferite nella cornea. Vengono descritte le procedure per ottenere la guarigione corneale dopo cheratectomia fotorefrattiva, che ci permettono di studiare i diversi tipi di processi cicatriziali corneali, comprendere la guarigione delle ferite in termini di fasi dinamiche del tessuto vivente e, infine, pianificare appropriati trattamenti futuri3. La cheratectomia fototerapeutica è una tecnica altamente riproducibile con la possibilità di controllare con precisione parametri come la profondità e il diametro della lesione corneale4. Inoltre, questa tecnica non richiede procedure con strumenti chirurgici o soluzioni chimiche (ad esempio, soluzione salina, formalina, alcool, ecc.) che possono aggiungere variabili specifiche agli strumenti o all’operatore che esegue la procedura5.
Tre gerbilli maschi di 6 mesi di dimensioni e pesi simili (circa 90 g) sono stati utilizzati per l’esperimento presentato in questo articolo. Le procedure sono state eseguite solo con l’occhio destro. Un gerbillo (indicato come gerbillo 1 o controllo) non è stato sottoposto a cheratectomia fototerapeutica ed è stato enucleato per valutare tutte le normali strutture oculari. La cheratectomia fototerapeutica comporta l’erogazione controllata di luce ultravioletta generata dal laser ad eccimeri alla cornea ed è stata sviluppata per eseguire la chirurgia refrattiva6. È stato utilizzato in altri roditori, come i topi7. Gli altri due gerbilli sono stati sottoposti a cheratectomia fototerapeutica. Uno di questi è stato enucleato a 24 ore (indicato come gerbillo 2) e l’altro a 96 ore dopo l’intervento chirurgico (indicato come gerbillo 3).
Per eseguire questo esperimento, è stato filmato un gerbillo selezionato a caso per ogni condizione da studiare, ma questo esperimento è stato precedentemente eseguito con 16 gerbilli in totale per ogni condizione. Per motivi di editing, è stato deciso di utilizzare un gerbillo selezionato casualmente per ogni condizione (tre gerbilli in totale) come esempio.
L’obiettivo principale di questa ricerca è quello di esplorare il miglior modello animale disponibile. Tuttavia, è importante notare che non tutte le specie hanno caratteristiche oculari simili a quelle dell’occhio umano8. Questo articolo descrive la metodologia utilizzata per studiare la cornea di Meriones unguiculatus e la procedura eseguita per generare la lesione corneale, che ci permettono di studiare il processo di guarigione.
Protocol
Representative Results
Discussion
La fisiologia della guarigione delle ferite corneali è un equilibrio tra la rigenerazione dei tessuti e il mantenimento dell’omeostasi. Un’eccessiva guarigione delle ferite può portare a fibrosi e cicatrici, che alla fine possono comportare la perdita della funzione degli organi. Con la rapida evoluzione delle procedure chirurgiche corneali, l’importanza di comprendere la guarigione delle ferite corneali e gli eventi fisiologici e patologici coinvolti non può essere sopravvalutata11.
<p cl…Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Vorremmo ringraziare l’ingegnere Rodrigo de la Fuente per il suo prezioso aiuto e supporto tecnico. Ringraziamo anche María Eugenia Corbela per la narrazione e Priscilla Hazrún per l’edizione delle figure. Hugo Luján ci ha permesso di utilizzare le strutture del Centro di ricerca e sviluppo in immunologia e malattie infettive (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).
