Değişkenliği Sınırlamak için Retinal Ven Tıkanıklığı Fare Modelinin Optimizasyonu
Summary
Burada, gül bengal kullanarak retinal ven tıkanıklığı için optimize edilmiş bir protokol ve genetiği değiştirilmiş suşlarda tekrarlanabilirliğini en üst düzeye çıkarmak için önerilerle lazer rehberliğinde retinal görüntüleme mikroskop sistemi açıklanmaktadır.
Abstract
Retinal ven tıkanıklığının (RVO) fare modelleri, oftalmolojide nöral retinadaki hipoksik-iskemik hasarı incelemek için sıklıkla kullanılır. Bu raporda, kritik adımlara işaret eden ayrıntılı bir yöntem, genetiği değiştirilmiş farklı fare suşlarında tutarlı bir şekilde başarılı oklüzyon oranları elde etmek için optimizasyon önerileri ile birlikte sunulmuştur. RVO fare modeli, öncelikle bir fotosensitizör boyanın intravenöz olarak uygulanmasından ve ardından oftalmik kılavuzlu lazere bağlı retinal görüntüleme mikroskobu kullanılarak lazer fotokoagülasyonundan oluşur. Oklüzyon tutarlılığının belirleyicileri olarak üç değişken tanımlanmıştır. Gül bengal uygulamasından sonraki bekleme süresini ayarlayarak ve taban çizgisini ve deneysel lazer çıktısını dengeleyerek, deneyler arasındaki değişkenlik sınırlandırılabilir ve tıkanmaların daha yüksek bir başarı oranı elde edilebilir. Bu yöntem, retina ödemi ve hipoksik-iskemik yaralanma ile karakterize retina hastalıklarını incelemek için kullanılabilir. Ek olarak, bu model vasküler hasarı indüklediğinden, nörovaskülatür, nöronal ölüm ve inflamasyonu incelemek için de uygulanabilir.
Introduction
Retinal ven tıkanıklığı (RVO), 2015 yılında dünya çapında yaklaşık 28 milyon insanı etkileyen yaygın bir retinal vasküler hastalıktır1. RVO, çalışan yaşlı yetişkinlerde ve yaşlılarda görme azalmasına ve kaybına yol açarak, yakın on yılda artacağı tahmin edilen, görmeyi tehdit eden devam eden bir hastalığı temsil eder. RVO’nun belirgin patolojilerinden bazıları hipoksik-iskemik hasar, retina ödemi, inflamasyon ve nöronalkayıptır 2. Şu anda, bu bozukluğun ilk tedavi hattı vasküler endotelyal büyüme faktörü (VEGF) inhibitörlerinin uygulanmasıdır. Anti-VEGF tedavisi retina ödemini iyileştirmeye yardımcı olurken, birçok hasta hala görme azalmasıyla karşıkarşıyadır 3. Bu hastalığın patofizyolojisini daha iyi anlamak ve potansiyel yeni tedavi hatlarını test etmek için, farklı fare suşları için fonksiyonel ve ayrıntılı bir RVO fare modeli protokolü oluşturmaya ihtiyaç vardır.
Fare modelleri, insan hastalarda kullanılan aynı lazer cihazını uygulayarak, bir fare için doğru boyuta ölçeklendirilmiş bir görüntüleme sistemi ile eşleştirilerek geliştirilmiştir. RVO’nun bu fare modeli ilk olarak 2007 yılında rapor edildi 4 ve daha sonra Ebneter ve diğerleri 4,5 tarafından kuruldu. Sonunda, model Fuma ve ark. tarafından retinal ödem6 gibi RVO’nun önemli klinik belirtilerini çoğaltmak için optimize edildi. Model ilk bildirildiğinden beri, birçok çalışma onu bir fotosensitizör boyanın uygulanmasını ve ardından büyük retinal damarların bir lazerle fotokoagülasyonunu kullanarak kullanmıştır. Bununla birlikte, uygulanan boyanın miktarı ve türü, lazer gücü ve maruz kalma süresi, bu yöntemi kullanan çalışmalarda önemli ölçüde farklılık gösterir. Bu farklılıklar genellikle modelde değişkenliğin artmasına neden olabilir ve bu da çoğaltılmasını zorlaştırır. Bugüne kadar, optimizasyonu için potansiyel yollar hakkında belirli ayrıntılara sahip yayınlanmış bir çalışma yoktur.
Bu rapor, C57BL/6J suşundaki RVO fare modelinin ayrıntılı bir metodolojisini ve C57BL/6J arka planına sahip tamoksifen kaynaklı endotelyal kaspaz-9 nakavt (iEC Casp9KO) suşunu ve genetiği değiştirilmiş bir fare için referans suş olarak RVO patolojisi ile ilgili bir metodolojiyi sunmaktadır. Daha önce yapılan bir çalışmada, endotel kaspaz-9’un apoptotik olmayan aktivasyonunun retinal ödemi indüklediği ve nöronal ölümü desteklediği gösterilmiştir8. Bu suşu kullanma deneyimi, diğer genetiği değiştirilmiş suşlara uygulanabilen RVO fare modelini uyarlamak için potansiyel değişikliklerin belirlenmesine ve bunlara ilişkin içgörü sağlanmasına yardımcı oldu.
Protocol
Representative Results
Discussion
Fare RVO modeli, RVO patolojisini daha iyi anlamak ve potansiyel terapötikleri test etmek için bir yol sağlar. Fare RVO modeli sahada yaygın olarak kullanılsa da, değişkenliğini ele alan ve modelin optimizasyonunu açıklayan modelin mevcut ayrıntılı bir protokolüne ihtiyaç vardır. Burada, bir deney hayvanları kohortunda en tutarlı sonuçları elde etmek ve güvenilir veriler sağlamak için nelerin değiştirilebileceğine dair deneyimlerden örnekler içeren bir kılavuz sunuyoruz.
<p class="jove_co…Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Materials
| Carprofen | Rimadyl | NADA #141-199 | keep at 4 °C |
| Corn Oil | Sigma-Aldrich | C8267 | |
| Fiber Patch Cable | Thor Labs | M14L02 | |
| GenTeal | Alcon | 00658 06401 | |
| Ketamine Hydrochloride | Henry Schein | NDC: 11695-0702-1 | |
| Lasercheck | Coherent | 1098293 | |
| Phenylephrine | Akorn | NDCL174478-201-15 | |
| Phoneix Micron IV with Meridian, StreamPix, and OCT modules | Phoenix Technology Group | ||
| Proparacaine Hydrochloride | Akorn | NDC: 17478-263-12 | keep at 4 °C |
| Refresh | Allergan | 94170 | |
| Rose Bengal | Sigma-Aldrich | 330000-5G | |
| Tamoxifen | Sigma-Aldrich | T5648-5G | light-sensitive |
| Tropicamide | Akorn | NDC: 174478-102-12 | |
| Xylazine | Akorn | NDCL 59399-110-20 |
References
- Song, P., Xu, Y., Zha, M., Zhang, Y., Rudan, I. Global epidemiology of retinal vein occlusion: a systematic review and meta-analysis of prevalence, incidence, and risk factors. Journal of Global Health. 9 (1), 010427 (2019).
- Ehlers, J. P., Fekrat, S. Retinal vein occlusion: beyond the acute event. Survey of Ophthalmology. 56 (4), 281-299 (2011).
- Iftikhar, M., et al. Loss of peak vision in retinal vein occlusion patients treated for macular edema. American Journal of Ophthalmology. 205, 17-26 (2019).
- Zhang, H., et al. Development of a new mouse model of branch retinal vein occlusion and retinal neovascularization. Japanese Journal of Ophthalmology. 51 (4), 251-257 (2007).
- Ebneter, A., Agca, C., Dysli, C., Zinkernagel, M. S. Investigation of retinal morphology alterations using spectral domain optical coherence tomography in a mouse model of retinal branch and central retinal vein occlusion. PLoS One. 10 (3), 0119046 (2015).
- Fuma, S., et al. A pharmacological approach in newly established retinal vein occlusion model. Scientific Reports. 7, 43509 (2017).
- Zhang, C., et al. Activation of microglia and chemokines in light-induced retinal degeneration. Molecular Vision. 11, 887-895 (2005).
- Avrutsky, M. I., et al. Endothelial activation of caspase-9 promotes neurovascular injury in retinal vein occlusion. Nature Communications. 11 (1), 3173 (2020).
- Nicholson, L., et al. Diagnostic accuracy of disorganization of the retinal inner layers in detecting macular capillary non-perfusion in diabetic retinopathy. Clinical & Experimental Ophthalmology. 43 (8), 735-741 (2015).
- Moein, H. R., et al. Optical coherence tomography angiography to detect macular capillary ischemia in patients with inner retinal changes after resolved diabetic macular edema. Retina. 38 (12), 2277-2284 (2018).
- Hirabayashi, K., et al. Development of a novel model of central retinal vascular occlusion and the therapeutic potential of the adrenomedullin-receptor activity-modifying protein 2 system. American Journal of Pathology. 189 (2), 449-466 (2019).
- Martin, G., Conrad, D., Cakir, B., Schlunck, G., Agostini, H. T. Gene expression profiling in a mouse model of retinal vein occlusion induced by laser treatment reveals a predominant inflammatory and tissue damage response. PLoS One. 13 (3), 0191338 (2018).
- Drechsler, F., et al. Effect of intravitreal anti-vascular endothelial growth factor treatment on the retinal gene expression in acute experimental central retinal vein occlusion. Ophthalmic Research. 47 (3), 157-162 (2012).
- Genevois, O., et al. Microvascular remodeling after occlusion-recanalization of a branch retinal vein in rats. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 45 (2), 594-600 (2004).
- Khayat, M., Lois, N., Williams, M., Stitt, A. W. Animal models of retinal vein occlusion. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 58 (14), 6175-6192 (2017).
- Nguyen, V. P., Li, Y., Zhang, W., Wang, X., Paulus, Y. M. High-resolution multimodal photoacoustic microscopy and optical coherence tomography image-guided laser induced branch retinal vein occlusion in living rabbits. Scientific Reports. 9 (1), 10560 (2019).
- Sayyed, S. A. A. R., Beedri, N. I., Kadam, V. S., Pathan, H. M. Rose Bengal sensitized bilayered photoanode of nano-crystalline TiO2-CeO2 for dye-sensitized solar cell application. Applied Nanoscience. 6 (6), 875-881 (2015).
- Emmart, E. W. Observations on the absorption spectra of fluorescein, fluorescein derivatives and conjugates. Archives of Biochemistry and Biophysics. 73 (1), 1-8 (1958).
- Yu, L., Liu, Z., Liu, S., Hu, X., Liu, L. Fading spectrophotometric method for the determination of polyvinylpyrrolidone with eosin Y. Chinese Journal of Chemistry. 27 (8), 1505-1509 (2009).
- MacDonald, D. The ABCs of RVO: a review of retinal venous occlusion. Clinical & Experimental Optometry. 97 (4), 311-323 (2014).
- Stahl, A., et al. Postnatal weight gain modifies severity and functional outcome of oxygen-induced proliferative retinopathy. American Journal of Pathology. 177 (6), 2715-2723 (2010).
- LaVail, M. M., Gorrin, G. M., Repaci, M. A. Strain differences in sensitivity to light-induced photoreceptor degeneration in albino mice. Current Eye Research. 6 (6), 825-834 (1987).
- Jeffery, G. The albino retina: an abnormality that provides insight into normal retinal development. Trends in Neurosciences. 20 (4), 165-169 (1997).
- Kinnear, P. E., Jay, B., Witkop, C. J. Albinism. Survey of Ophthalmology. 30 (2), 75-101 (1985).
- Stahl, A., et al. Postnatal weight gain modifies severity and functional outcome of oxygen-induced proliferative retinopathy. American Journal of Pathology. 177 (6), 2715-2723 (2010).
