Bir insan olmayan primatların ortak Marmoset (Callithrix jacchus) iç kulak ilaçlara Yönetim için bir cerrahi prosedür
Summary
Yuvarlak pencere membran ile cerrahi bir yöntem bir insan dışı primat, ortak marmoset (Callithrix jacchus), iç kulak ilaçlara yönetmek için rapor.
Abstract
Her ne kadar bazı hastalıklarda, insan belirtiler recapitulated araştırma işitme uzun kemirgen modelleri tarafından kolaylaştırdı. Ortak marmoset (Callithrix jacchus) benzer bir orta kulak kemikçikzincir zincirleri ve insanlar, iç kulağa daha kemirgenler ile karşılaştırıldığında da dahil olmak üzere temporal kemik anatomisi sahip küçük, ele kolay yeni dünya maymun var. Burada, ilaç dağıtım için ortak marmoset iç kulak koklear yuvarlak pencere niş bir tekrarlanabilir, güvenli ve akılcı cerrahi yaklaşım raporu. Arka tympanotomy, klinik olarak insan, iletim tipi işitme kaybına neden olabilir kulak zarı manipülasyonu önlemek için kullanılan bir yordam evlat edindik. Bu cerrahi işlem herhangi bir önemli işitme kaybına yol açmadı. Lateral semisirküler kanal ve yüz sinir dikey bölümü dikkatle incelenmesi gereken rağmen bu yaklaşım ortak marmoset büyük bulla yapısı sayesinde mümkün oldu. Bu cerrahi yöntem önceden klinik translasyonel araştırma için kavram kanıtı elde büyük önem işitme kaybı olmadan ilaçların güvenli ve doğru yönetim gerçekleştirmek için bize izin verir.
Introduction
Sensorinöral işitme kaybı (SNHL) ağırlıklı olarak hasar veya eksikliği koklea içinde doğar. Ortak SNHL nedenler yaşlanma (örneğin presbycusis), genetik kusurların, gürültü, enfeksiyon ve ototoksik ilaçlar1maruz. Dünya Sağlık Örgütü (WHO) üzerinde 360 milyon kişi, dünya nüfusunun % 5.3 temsil eden kaybı2işitme muzdarip olduğu tahmin. Bu da 1 içinde 900 1 2.500 yenidoğan için var orta, ağır ve derin Konjenital kalıcı işitme kaybı ve civarında bir üç yetişkin 65 yaşından büyük ölçüde işitme kaybı3var tahmin edilmektedir. Ancak, bu hastalar için hiçbir etkili klinik tedavi-işitme kaybı vardır.
Duruşma araştırma uzun kemirgen veya eskiden şiling şimdi domuz modelleri kullanılarak yapılmıştır ve gen terapisi ve rejeneratif terapisi, gibi pek çok yaklaşım işitme kaybı için yeni bir tedavi olarak önerilmiştir. Ancak, insanlar ve kemirgenler işitme sisteminin açısından arasında büyük bir fark yoktur ve hayvan modelleri insan uygulamalara çevirmek çok zordur. Ortak marmoset (C. jacchus), Amazon dan kaynaklanan bir yeni dünya maymun çeşitli nedenlerden dolayı çeşitli temel araştırma çalışmaları için bir çekici insan dışı primat modeli haline geldi. İlk olarak, onun anatomi ve fizyolojisi daha bu kemirgenler yerine insanlara benzer. İkinci olarak, bu tür hastalıkları, sinir ağları, davranış ve soykırım, dahil, ilgili temel biyolojik bilgileri de karakterizedir. İşitsel ve vokal işleme, periyodik olarak, adım gösterimi ve ortak marmosets vokal işitsel etkileşimlerin kortikal kodlama-si olmak da be bildirilen4,5,6,7 , 8 , 9 , 10. son histolojik çalışmalarda araştırmacılar farklı ifade desenleri 20 sağırlık genler ve anyon değiştiriciler ortak marmoset koklea içinde tanımlanan ve beş bulduğu ilerici sağırlık ve üç etken gen anyon değiştiriciler, bu kemirgenler11,12farklı ifade desenleri vardı. Bu profiller ortak marmoset işitme araştırma için güçlü bir araç olduğuna inanıyorum için bize yol.
Deneysel hayvan olarak ortak marmoset en belirgin özellikleri aşağıdaki gibidir:
- Kolay kullanım küçük vücut büyüklüğü ile karşılaştırıldığında bazı türler için eski Dünya maymunları: Yetişkin marmosets 300-400 g ağırlığında ve yaklaşık 60 cm yükseklik, fareler için benzer.
- Yüksek üreme primat: Marmosets 18 ay bir yaşta cinsel olgunluğa ulaşmak ve yılda iki kez ayı ve her yıl 4-6 yavrular üretmek mümkün.
- Genetik değişiklikler mevcuttur: transgenik13 ve knock-out14 genetik değişiklikler nörolojik bozukluklar (örn., Parkinson’ın karıştığı tarafından marmosets kullanarak primatlar yaratmada başarılı Sasaki E vd. hastalıkları ve Alzheimer hastalığı).
- (ES) embriyonik kök hücreler ve İndüklenmiş pluripotent kök (IPS) hücre kurulan15,16olmuştur. Kemirgenler karşılaştırıldığında marmosets aynı sayıda tutmak oldukça zor olsa da, kök hücre veya IP’leri hücreleri içinde vivo deneyleri gerekli sayısını azaltacak vitro deneyleri sağlar.
Sağırlık ve onun potansiyel terapisi alanında daha iyi translasyonel araştırma kolaylaştırmak için BT ve MRI, genel anestezi ve işitsel beyin sapı yanıt (ABR) kullanarak işitme testleri bir görüntüleme çalışma iletişim kuralı’nı kurdu. Bu deneysel sistemleri bize kemirgen çalışmaları ve klinik denemeler arasındaki boşluklar bridging için gerekli olan kavram çalışmaları önceden klinik kanıtı elde etmek için daha iyi fırsatlar sağlayabilir. Burada, yuvarlak pencere membran aracılığıyla ortak marmoset iç kulak ilaçlara yönetmek için cerrahi bir yöntem raporu. İletim tipi işitme kaybına neden olabilir kulak zarı manipüle olmadan yuvarlak pencere etrafında açık bir görünüm elde etmek için bu yaklaşım mastoid boşluğundan yararlıdır. Klinik olarak, bu yaklaşımı kabul edilir “posterior tympanotomy” iyi kurulmuş ve genellikle koklear implantasyon ve cholesteatoma ameliyat için kullanılan gibi. Bizce bu posterior tympanotomy ilaçların doğru yönetim işitme kaybı inducing olmadan gerçekleştirmek için bize izin verir.
Protocol
Representative Results
Discussion
Koklear kan akımı hacmi 1/1.000.000 insanlarda, toplam kardiyak çıkış sırasına göre olduğu tahmin son derece küçük, ve iç kulak genel dolaşımdan19 ayıran kan-koklea bariyer varlığı ile sınırlı erişim ,20. Bu nedenlerden dolayı uyuşturucu ya da viral vektör yönetim iç kulak içine olumlu, sistemik yönetimin ziyade doğrudan yönetim yoluyla değil. Fare ve eskiden şiling şimdi domuz deneyler, çeşitli yaklaşımlar, trans sonrası…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
İş M.F. Japon Hükümeti MEXT KAKENHI (24592560, 15 H 04991 ve 15 K 15624) tarafından ve Takeda Bilim Vakfı’na M.F. ve Jikei Üniversitesi stratejik öncelik araştırma fonu H.J.O. için hibe tarafından desteklenmektedir
Materials
| common marmoset | CLEA Japan | EDM:C.Marmoset(Jic) | |
| isoflurane | Phizer | ||
| medetomidine | ZENOAQ | ||
| midazolam | astellas | ||
| butorphanol | Meiji Seika | ||
| ampicillin | Meiji Seika | ||
| lidocaine hydrochloride | AstraZeneca | ||
| 6-0 absorbent thread | ETHICON | RD-1 | |
| atipamezole hydrochloride | ZENOAQ | ||
| phosphate buffered saline | Wako | 045-29795 | |
| Surge Wave | Morita | TR-900-OR | |
| Diamond Bar 006 | Morita | 14070057 | |
| Diamond Bar 010 | Morita | 14070081 | |
| intensive care unit | Menix | P-100 |
References
- Liberman, M. C., Kujawa, S. G. Cochlear synaptopathy in acquired sensorineural hearing loss: Manifestations and mechanisms. Hear Res. 349, 138-147 (2017).
- World Health Organization. . Deafness and hearing loss (Fact sheet N8300). , (2015).
- Thompson, D. C., et al. Universal newborn hearing screening: summary of evidence. JAMA. 286 (16), 2000-2010 (2001).
- Wang, X. Neural coding strategies in auditory cortex. Hear Res. 229 (1-2), 81-93 (2007).
- Wang, X. On cortical coding of vocal communication sounds in primates. Proc Natl Acad Sci U S A. 97 (22), 11843-11849 (2000).
- Bendor, D., Wang, X. The neuronal representation of pitch in primate auditory cortex. Nature. 436 (7054), 1161-1165 (2005).
- Bendor, D., Wang, X. Neural coding of periodicity in marmoset auditory cortex. J Neurophysiol. 103 (4), 1809-1822 (2010).
- Eliades, S. J., Wang, X. Sensory-motor interaction in the primate auditory cortex during self-initiated vocalizations. J Neurophysiol. 89 (4), 2194-2207 (2003).
- Eliades, S. J., Wang, X. Dynamics of auditory-vocal interaction in monkey auditory cortex. Cereb Cortex. 15 (10), 1510-1523 (2005).
- Eliades, S. J., Wang, X. Neural substrates of vocalization feedback monitoring in primate auditory cortex. Nature. 453 (7198), 1102-1106 (2008).
- Hosoya, M., Fujioka, M., Ogawa, K., Okano, H. Distinct Expression Patterns Of Causative Genes Responsible For Hereditary Progressive Hearing Loss In Non-Human Primate Cochlea. Sci Rep. 6, 22250 (2016).
- Hosoya, M., Fujioka, M., Kobayashi, R., Okano, H., Ogawa, K. Overlapping expression of anion exchangers in the cochlea of a non-human primate suggests functional compensation. Neurosci Res. 110, 1-10 (2016).
- Sasaki, E., et al. Generation of transgenic non-human primates with germline transmission. Nature. 459 (7246), 523-527 (2009).
- Sato, K., et al. Generation of a Nonhuman Primate Model of Severe Combined Immunodeficiency Using Highly Efficient Genome Editing. Cell Stem Cell. 19 (1), 127-138 (2016).
- Sasaki, E., et al. Establishment of novel embryonic stem cell lines derived from the common marmoset (Callithrix jacchus). Stem Cells. 23 (9), 1304-1313 (2005).
- Tomioka, I., et al. Generating induced pluripotent stem cells from common marmoset (Callithrix jacchus) fetal liver cells using defined factors, including Lin28. Genes Cells. 15 (9), 959-969 (2010).
- Harada, T., Tokuriki, M. Effects of click intensity and frequency on the brain-stem auditory evoked potentials in the common marmoset (Callithrix jacchus). J Vet Med Sci. 59 (7), 561-567 (1997).
- Harada, T., Tokuriki, M., Tanioka, Y. Age-related changes in the brainstem auditory evoked potentials of the marmoset. Hear Res. 128 (1-2), 119-124 (1999).
- Juhn, S. K., Hunter, B. A., Odland, R. M. Blood-labyrinth barrier and fluid dynamics of the inner ear. Int Tinnitus J. 7 (2), 72-83 (2001).
- Nakashima, T., et al. Disorders of cochlear blood flow. Brain Res Brain Res Rev. 43 (1), 17-28 (2003).
- Akil, O., Rouse, S. L., Chan, D. K., Lustig, L. R. Surgical method for virally mediated gene delivery to the mouse inner ear through the round window membrane. J Vis Exp. (97), (2015).
- Jero, J., Tseng, C. J., Mhatre, A. N., Lalwani, A. K. A surgical approach appropriate for targeted cochlear gene therapy in the mouse. Hear Res. 151 (1-2), 106-114 (2001).
- Iizuka, T., et al. Noninvasive in vivo delivery of transgene via adeno-associated virus into supporting cells of the neonatal mouse cochlea. Hum Gene Ther. 19 (4), 384-390 (2008).
- Kilpatrick, L. A., et al. Adeno-associated virus-mediated gene delivery into the scala media of the normal and deafened adult mouse ear. Gene Ther. 18 (6), 569-578 (2011).
- Yamasoba, T., Yagi, M., Roessler, B. J., Miller, J. M., Raphael, Y. Inner ear transgene expression after adenoviral vector inoculation in the endolymphatic sac. Hum Gene Ther. 10 (5), 769-774 (1999).
- Kawamoto, K., Oh, S. H., Kanzaki, S., Brown, N., Raphael, Y. The functional and structural outcome of inner ear gene transfer via the vestibular and cochlear fluids in mice. Mol Ther. 4 (6), 575-585 (2001).
- Praetorius, M., Baker, K., Weich, C. M., Plinkert, P. K., Staecker, H. Hearing preservation after inner ear gene therapy: the effect of vector and surgical approach. ORL J Otorhinolaryngol Relat Spec. 65 (4), 211-214 (2003).
- Nakagawa, T., et al. Topical insulin-like growth factor 1 treatment using gelatin hydrogels for glucocorticoid-resistant sudden sensorineural hearing loss: a prospective clinical trial. BMC Med. 8, 76 (2010).
- Piu, F., et al. OTO-104: a sustained-release dexamethasone hydrogel for the treatment of otic disorders. Otol Neurotol. 32 (1), 171-179 (2011).
- Plontke, S. K., et al. double blind, placebo controlled trial on the safety and efficacy of continuous intratympanic dexamethasone delivered via a round window catheter for severe to profound sudden idiopathic sensorineural hearing loss after failure of systemic therapy. Laryngoscope. 119 (2), 359-369 (2009).
- Wenzel, G. I., Warnecke, A., Stover, T., Lenarz, T. Effects of extracochlear gacyclidine perfusion on tinnitus in humans: a case series. Eur Arch Otorhinolaryngol. 267 (5), 691-699 (2010).
