Summary

Kirurgisk teknik för ryggmärg Leverans av terapier: Demonstration av förfarande i Göttingen minigris

Published: December 07, 2012
doi:

Summary

Kort visuell beskrivning av den kirurgiska tekniken och anordning som används för leverans av (gen och cell) terapier in i ryggmärgen. Tekniken demonstreras i djuret, men är helt översättas och för närvarande används för tillämpning på människor.

Abstract

Detta är en kompakt visuell beskrivning av en kombination av kirurgisk teknik och anordning för leverans av (gen och cell) terapier in i ryggmärgen. Medan tekniken visas i djuret, är det förfarande som FDA-godkänd och för närvarande används för stamcellstransplantation i de ryggmärg hos patienter med ALS. Medan FDA har erkänt proof-of-principle-data om den terapeutiska effekten i mycket präglas gnagarmodeller, är användningen av stora djur anses avgörande för att validera en kombination av ett kirurgiskt ingrepp, en enhet, och säkerheten för ett slutligt terapi för humant bruk . Storleken, anatomi och allmänna sårbarhet ryggraden och ryggmärgen av svin redovisas i bättre modell människan. Dessutom är den kirurgiska processen för att exponera och manipulera ryggmärgen samt stänga såret i grisen nästan omöjlig att skilja från den humana. Vi tror att den friska grisen modellen representerar en kritiskcal första steget i studiet av förfarandet säkerhet.

Protocol

1. Djuranvändning Rutiner visade häri har godkänts av Emory University Institutional Animal Care och användning kommittén (IACUC). Kvinna Göttingen minigrisar väger cirka 15-20 kg används. 2. Anestesi Djuren får fasta ungefär 12 timmar före operation. Djur sedering och anestesi induktion består av en cocktail av intramuskulär Ketamin (35 mg / kg), acepromazin (1,1 mg / kg), och Atropin (0,04 mg / kg). Djuren intuberades däre…

Representative Results

Tarlov Betyg 0 Förlamning, ingen rörelse 1 Märkbara tonus i bakbenen, liten rörelse 2 Rörelse i bakbenen, men inte kan sitta eller stå 3 Förmågan att stå och gå, men ataktisk och under korta perioder 4 Fullständig återhämtning, normal motorisk funktion </t…

Discussion

Trots godkännande att gå vidare med den beskrivna tekniken hos människor 7-9, kritiska frågor återstår att besvaras för att ryggmärgen behandlingar för att lyckas. En noggrann förståelse av ryggmärgen tolerans mot intraparenkymal injektion krävs för att göra det möjligt för planering och genomförande av försök att utveckla behandlingar för demyeliniserande, degenerativ och traumatisk ryggmärgen sjukdom. För närvarande finns det ingen klar uppfattning om antalet injektioner som…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Vi tackar Emory University Avdelningen för Animal Resources personal för veterinärvård. Finansieringskällor är: ALS Association, försvarsdepartementet och Neuralstem, Inc.

Materials

Name of the equipment Company Catalogue number Comments (optional)
Spinal Derrick Neuralstem, Inc. Neuralstem, Inc. has purchased an exclusive license to this technology
MINJ-PD Microinjector pump Tritech Research, Inc. Customized for this specific application
Floating Cannula Neuralstem, Inc. Custom-designed for this specific application

References

  1. Usvald, D., et al. Analysis of dosing regimen and reproducibility of intraspinal grafting of human spinal stem cells in immunosuppressed minipigs. Cell Transplant. 19, 1103-1122 (2010).
  2. Riley, J., et al. Targeted spinal cord therapeutics delivery: stabilized platform and microelectrode recording guidance validation. Stereotact. Funct. Neurosurg. 86, 67-74 (2008).
  3. Federici, T., Riley, J., Park, J., Bain, M., Boulis, N. Preclinical safety validation of a stabilized viral vector direct injection approach to the cervical spinal cord. Clin. Transl. Sci. 2, 165-167 (2009).
  4. Riley, J. P., Raore, B., Taub, J. S., Federici, T., Boulis, N. M. Platform and Cannula Design Improvements for Spinal Cord Therapeutics Delivery. Neurosurgery. 69, 147-154 (2011).
  5. Riley, J., et al. Cervical spinal cord therapeutics delivery: preclinical safety validation of a stabilized microinjection platform. Neurosurgery. 65, 754-761 (2009).
  6. Raore, B., et al. Cervical multilevel intraspinal stem cell therapy: assessment of surgical risks in Gottingen minipigs. Spine. 36, 164-171 (2011).
  7. Boulis, N. M., et al. Translational stem cell therapy for amyotrophic lateral sclerosis. Nat. Rev. Neurol. , (2011).
  8. Riley, J., et al. Intraspinal Stem Cell Transplantation in ALS: A Phase I Safety Trial, Technical Note & Interim Safety Outcomes. Neurosurgery. 71 (2), 405-416 (2012).
  9. Boulis, N. M., et al. Lumbar intraspinal injection of neural stem cells in patients with ALS: results of a Phase I trial in 12 patients. Stem Cells. 30 (6), 1144-1151 (2012).
check_url/4371?article_type=t

Play Video

Cite This Article
Federici, T., Hurtig, C. V., Burks, K. L., Riley, J. P., Krishna, V., Miller, B. A., Sribnick, E. A., Miller, J. H., Grin, N., Lamanna, J. J., Boulis, N. M. Surgical Technique for Spinal Cord Delivery of Therapies: Demonstration of Procedure in Gottingen Minipigs. J. Vis. Exp. (70), e4371, doi:10.3791/4371 (2012).

View Video