JoVE Logo
Authors
Contact Us

Sign In

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

In This Article

  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • النتائج
  • Discussion
  • Disclosures
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

وصفنا بروتوكولا مفصلا لإعداد الخلايا السلفية للمستقبلات الضوئية المشتقة من hESC المحفوظة بعد التبريد والتوصيل تحت الشبكية لهذه الخلايا في الفئران rd10 .

Abstract

يعد تجديد الخلايا المستقبلة للضوء باستخدام الخلايا الجذعية البشرية متعددة القدرات علاجا واعدا لعلاج أمراض الشبكية الوراثية والشيخوخة في المراحل المتقدمة. لقد أظهرنا أن مصفوفة اللامينين المتساوية الشكل الخاصة بشبكية العين البشرية قادرة على دعم تمايز الخلايا الجذعية الجنينية البشرية (hESCs) إلى أسلاف المستقبلات الضوئية. بالإضافة إلى ذلك ، أظهر الحقن تحت الشبكية لهذه الخلايا أيضا استعادة جزئية في نماذج القوارض والأرانب rd10 . من المعروف أن الحقن تحت الشبكية هو طريقة راسخة تم استخدامها لتوصيل المركبات الصيدلانية إلى الخلايا المستقبلة للضوء والطبقة الظهارية المصطبغة بالشبكية (RPE) للعين نظرا لقربها من المساحة المستهدفة. كما تم استخدامه لتوصيل النواقل الفيروسية المرتبطة بالغدي إلى الفضاء تحت الشبكية لعلاج أمراض الشبكية. يمثل التوصيل تحت الشبكية للمركبات والخلايا الصيدلانية في نموذج الفئران تحديا بسبب القيود في حجم مقلة عين الفئران. يصف هذا البروتوكول الإجراء التفصيلي لإعداد الخلايا السلفية للمستقبلات الضوئية المشتقة من hESC للحقن وتقنية التوصيل تحت الشبكية لهذه الخلايا في الفئران الطافرة لالتهاب الشبكية الصباغي الوراثي ، rd10 . يسمح هذا النهج بالعلاج الخلوي للمنطقة المستهدفة ، ولا سيما الطبقة النووية الخارجية لشبكية العين ، حيث تحدث الأمراض التي تؤدي إلى تنكس المستقبلات الضوئية.

Introduction

تؤدي أمراض الشبكية الوراثية والتنكس البقعي المرتبط بالعمر إلى فقدان الخلايا المستقبلة للضوء والعمى في نهاية المطاف. المستقبل الضوئي للشبكية هو طبقة الجزء الخارجي من شبكية العين التي تتكون من خلايا متخصصة مسؤولة عن النقل الضوئي (أي تحويل الضوء إلى إشارات عصبية). توجد خلايا مستقبلات الضوء المخروطية والمخروطية بجوار الطبقة المصطبغة في شبكية العين (RPE)1. كان العلاج باستبدال الخلايا المستقبلة للضوء لتعويض فقدان الخلايا نهجا علاجيا ناشئا ومتطورا. تم استخدام الخلايا الجذعية الجنينية (ESCs)2،3،4 ، والخلايا الجذعية المستحثة متعددة القدرات (iPSCs) المشتقة من RPE ، والخلايا السلفية للشبكية (RPCs) 4،5،6،7،8 لاستعادة الخلايا المستقبلة للضوء التالفة. يعد الفضاء تحت الشبكية ، وهو مساحة محصورة بين الشبكية و RPE ، موقعا جذابا لإيداع هذه الخلايا لتحل محل الخلايا المستقبلة للضوء التالفة ، RPE ، وخلايا مولر نظرا لجوارها9،10،11.

تستخدم العلاجات الجينية والخلوية المساحة تحت الشبكية للطب التجديدي لمختلف أمراض الشبكية في الدراسات قبل السريرية. ويشمل ذلك تسليم نسخ وظيفية من أدوات تحرير الجينات أو الجينات في شكل إما علاج قليل النوكليوتيد المضاد للإحساس12،13 أو CRISPR / Cas9 أو تحرير القاعدة عبر الإستراتيجية القائمة على الفيروسات المرتبطة بالغدي (AAV)14،15،16 ، وزرع المواد (على سبيل المثال ، ورقة RPE ، الأطراف الاصطناعية للشبكية17،18،19) وعضويات الشبكية المتمايزة المشتقة من الخلايا الجذعية20، 21,22 لعلاج أمراض الشبكية والأمراض المرتبطة ب RPE. التجارب السريرية باستخدام hESC-RPE31 في الفضاء تحت الشبكية لعلاج داء ليبر الخلقي المرتبط ب RPE65 (LCA)23,24, أكروماتوبسيا25 المرتبط ب CNGA3, التهاب الشبكية الصباغي26 المرتبط ب MERTK, المشيمية 27,28,29,30 ثبت أنه نهج فعال. الحقن المباشر للخلايا بالقرب من المنطقة المتضررة يحسن بشكل كبير من فرصة استقرار الخلايا في المنطقة المناسبة ، والتكامل المشبكي ، والتحسن البصري في نهاية المطاف.

على الرغم من أن الحقن تحت الشبكية في النماذج البشرية والعيون الكبيرة (أي الخنزير32،33،34،35 ، الأرنب36،37،38،39،40 ، والرئيسيات غير البشرية41،42،43) قد تم تأسيسه ، إلا أن هذا الحقن في نموذج الفئران لا يزال يمثل تحديا بسبب قيود حجم مقلة العين وهائلة. عدسة تحتل عين الفأر44،45،46. ومع ذلك ، فإن النماذج المعدلة وراثيا متاحة بسهولة فقط في الصغيرة وليس في الكبيرة (أي الأرانب والرئيسيات غير البشرية) ، وبالتالي فإن الحقن تحت الشبكية في الفئران يلفت الانتباه إلى التحقيق في الأساليب العلاجية الجديدة في الاضطرابات الوراثية للشبكية. يتم استخدام ثلاثة طرق رئيسية لتوصيل الخلايا أو AAVs إلى الفضاء تحت الشبكية ، وهي الطريق عبر القرنية ، والطريق عبر الصلبة ، وطريق pars plana (انظر الشكل 2). ترتبط الطرق عبر القرنية وعبر الصلبة بتكوين إعتام عدسة العين ، وتزامن ، ونزيف المشيمية ، والارتجاع من موقع الحقن11،44،45،47،48،49. اعتمدنا نهج pars plana كتصور مباشر لعملية الحقن ، ويمكن تحقيق موقع الحقن في الوقت الفعلي تحت المجهر.

لقد وصفنا مؤخرا طريقة يمكنها التمييز بين الخلايا الجذعية الجنينية البشرية (hESCs) إلى أسلاف مستقبلات ضوئية في ظل ظروف xenofree ومحددة كيميائيا باستخدام شكل LN523 من الصفيحة البشرية المؤتلف الخاص بشبكية العين. منذ العثور على LN523 ليكون موجودا في شبكية العين ، افترضنا أن مكانة المصفوفة خارج الخلية لشبكية العين البشرية يمكن تلخيصها في المختبر وبالتالي دعم تمايز المستقبلات الضوئية من hESCs36. أظهر تحليل النسخ أحادي الخلية أن أسلاف المستقبلات الضوئية التي تشارك في التعبير عن القضيب المخروطي و recoverin تم إنشاؤها بعد 32 يوما. تم استخدام نموذج فأر متحور تنكس الشبكية 10 (rd10) يحاكي التهاب الشبكية الصباغي البشري الصبغي الجسدي لتقييم فعالية اليوم 32 من أسلاف مستقبلات الضوء المشتقة من hESC في الجسم الحي. تم حقن الخلايا السلفية للمستقبلات الضوئية المشتقة من hESC في الفضاء تحت الشبكية للفئران rd10 في P20 ، حيث يستمر خلل وتنكس المستقبلات الضوئية36. هنا ، نصف بروتوكولا مفصلا لإعداد أسلاف مستقبلات الضوء المشتقة من hESC المحفوظة بعد التبريد وتسليمها إلى الفضاء تحت الشبكية للفئران rd10 . يمكن أيضا استخدام هذه الطريقة لإدارة AAVs أو معلقات الخلايا أو الببتيدات أو المواد الكيميائية في الفضاء تحت الشبكية في الفئران.

Protocol

تم إجراء التجارب في الجسم الحي وفقا للمبادئ التوجيهية والبروتوكول المعتمد من قبل اللجنة المؤسسية لرعاية واستخدام في SingHealth (IACUC) وبيان جمعية الأبحاث في الرؤية وطب العيون (ARVO) لاستخدام في أبحاث العيون والرؤية. تم تثبيط مناعة الجراء من P17 (قبل الزرع) إلى P30 (بعد الزرع) عن طريق إطعامهم مياه الشرب التي تحتوي على السيكلوسبورين (260 جم / لتر).

1. تحضير أسلاف مستقبلات الضوء المشتقة من hESC في اليوم 32 بعد الحفظ بالتبريد

  1. وسط تمايز المستقبلات الضوئية قبل التسخين (PRDM) في حمام مائي بدرجة حرارة 37 درجة مئوية.
  2. استرجع كريوفيال يحتوي على اليوم 32 خلية سلف مستقبلات ضوئية مشتقة من hESC من النيتروجين السائل. الحفاظ على الثلج الجاف.
  3. قم بإذابة الجليد على حرارة 37 درجة مئوية في حمام مائي لمدة 3-5 دقائق. إعادة تعليق اليوم 32 خلية في 1 مل من PRDM وأجهزة الطرد المركزي في 130 × غرام لمدة 4 دقائق.
  4. قم بإزالة المادة الطافية وإعادة تعليق الخلايا في 1 مل من PRDM.
  5. إزالة 10 ميكرولتر من الخليط لعد الخلايا. امزج الخلايا باستخدام 0.2٪ تريبان بلو وفقا لتعليمات الشركة المصنعة. خليط خلية ماصة في شريحة غرفة عد الخلايا. تحديد رقم الخلية وصلاحيتها بواسطة عداد الخلايا الآلي.
  6. انتقل إلى الخطوة التالية عندما تكون صلاحية الخلية أعلى من 70٪. أجهزة الطرد المركزي تعليق الخلية المتبقية في 130 × ز لمدة 4 دقائق. قم بإزالة المادة الطافية وإعادة تعليق حبيبات الخلية في PRDM بتركيز 3 × 105 خلايا / ميكرولتر للزرع.
  7. راقب كتل الخلايا المرئية. أعد تعليق كتل الخلايا بشكل متكرر باستخدام طرف ماصة سعة 10 ميكرولتر في أنبوب الميكروفوج حتى لا يلاحظ أي تكتل خلوي مرئي. قم بالتحميل في حقنة الحقن 33G لمراقبة قذف محلول الخلية من خلال الإبرة.

2. توصيل تحت الشبكية ل hESCs في الفئران rd10

  1. تحضير
    1. تخدير الفأر (P20، ذكر/أنثى، 3-6 جم) باستخدام مزيج من الكيتامين (20 ملغ/كغ من وزن الجسم) والزيلازين (2 ملغ/كغ من وزن الجسم) في حقنة سل سعة 1 مل متصلة بإبرة 27 غرام بالنهج داخل الصفاق. تطبيق حقن تحت الجلد من البوبرينورفين (0.05 ملغ/كغ) للفأر كمسكن وقائي.
    2. بعد إعطاء التخدير ، غرس قطرة من كل من 1 ٪ تروبيكاميد و 2.5 ٪ فينيليفرين لتوسيع حدقة العين. ضع جل العيون على القرنية لمنع العين من الجفاف وإعتام عدسة العين المرتبط بالتخدير.
    3. ضع الماوس في قفص فارغ حتى يتم تخديره بالكامل. تقييم مستوى التخدير المناسب عن طريق الضغط على وسادة مخلب وتأكيد ما إذا كان لا يتفاعل مع قرصة الصلبة.
    4. عندما يتم تخدير الفأر بالكامل ، ضع على وسادة دافئة عند 38 درجة مئوية.
  2. توصيل الخلايا تحت الشبكية
    1. لاستخدام نهج pars plana عبر 1 منفذ عبر الجسم الزجاجي ، كما هو الحال هنا ، قم بإجراء حقن تحت الشبكية في بيئة معقمة. استخدم مجهر تشغيل مستقيم مع مسار ضوئي مباشر لإجراء الحقن.
    2. قم بإعداد المحقنة الزجاجية سعة 10 ميكرولتر عن طريق إزالة محور الإبرة. قم بتركيب الإبرة الحادة 33G على المحقنة الزجاجية. خذ غطاء المحور المعدني وقم بتأمين الإبرة بعناية على المحقنة.
    3. اغسله بالماء المقطر للتحقق من وجود أي علامات تسرب وسالكية الإبرة. أفرغ المحقنة وضعها على الجانب بعناية.
    4. ضع الفأر المخدر على وسادة ، مع نظر عين العلاج مباشرة إلى هدف المجهر. تطبيق 0.5 ٪ بروباراكايين هيدروكلوريد وانتظر لمدة 30 ثانية. ضع 150 ميكرولتر من جل العيون على العين وضع غطاء دائري عليه.
    5. قم بإجراء فحص تقريبي للعين من خلال مراقبة القرنية والقزحية والبؤبؤ والعدسة والملتحمة. من خلال التلميذ ، تصور قاع عين الماوس عن طريق ضبط المستوى البؤري. اضبط الرأس حتى يتم وضع الرأس البصري في وسط التلميذ وتقليل حركة الرأس عن طريق وضعه بشكل صحيح على الوسادة.
    6. اضغط برفق على قاعدة الأنبوب باستخدام hESCs عدة مرات للحصول على تعليق خلية موحد. باستخدام حقنة زجاجية ميكرولتر سعة 10 ميكرولتر بإبرة حادة 33 جيجا ، اسحب 2 ميكرولتر من الخلايا / الوسائط. اسحب الخلايا قبل الحقن مباشرة لتجنب استقرار / تكتل الخلايا في المحقنة.
    7. باستخدام إبرة 30G يمكن التخلص منها ، قم بعمل جرح استئصال الصلبة 2 مم خلف الليمبوس. حافظ على زاوية الإبرة عند ~ 45 درجة لتجنب لمس العدسة. بمجرد تصور طرف الإبرة في العين ، اسحب الإبرة برفق. تخلص من الإبرة في الحاوية الحادة بعد الاستخدام لتجنب إصابة وخز الإبرة.
    8. خذ المحقنة الزجاجية وأدخل الإبرة الحادة في جرح استئصال الصلبة. دون لمس العدسة ، قم بدفع الإبرة الحادة حتى تصل إلى شبكية العين المقابلة لجرح الدخول. تأكد من أن منطقة الحقن خالية من الأوعية الدموية الرئيسية في شبكية العين لتجنب النزيف.
    9. اخترق الشبكية برفق حتى يظهر فرع ضغط على الصلبة. حافظ على الطرف الحاد للإبرة موازيا للصلبة لتجنب تسرب الخلايا إلى الفضاء الزجاجي.
    10. حقن ببطء 2 ميكرولتر من تعليق الخلية أو وسائط PRDM (التحكم) في الفضاء تحت الشبكية مع الحفاظ على الضغط اللطيف على المحقنة. مع الحقن الناجح ، يجب تشكيل فقاعة مرئية (أي شبكية مرتفعة مع تعليق / وسائط الخلية فيها) في موقع الحقن.
      ملاحظة: يجب استخدام الضغط اللطيف فقط أثناء الحقن لتجنب تمزق الشبكية وانسداد الخلايا عند طرف الإبرة.
    11. بعد التأكد من الفقاعة ، انتظر لمدة 10 ثوان للسماح للخلايا بالاستقرار. اسحب الإبرة برفق من العين.
  3. التصوير المقطعي للتماسك البصري أثناء العملية (OCT) مسح الفقاعة (اختياري)
    1. ضع عين الماوس لتصور الفقاعة تحت المجهر عن طريق تحريك الرأس ببطء. تأمين الموقف عن طريق عقد الرأس برفق. لا يلزم توسيع حدقة العين الإضافي. لا تقم بإزالة زلة الغطاء والهلام على العين. يعطي وسائط بصرية واضحة لتصور الفقاعة.
    2. قم بإجراء OCT أثناء العملية باستخدام وظيفة iOCT المدمجة في مجهر التشغيل.
    3. اضغط على خيار Cube على شاشة OCT وضع منطقة المسح الضوئي على الفقاعة بالضغط على أزرار السهم . اضبط OCT عن طريق تحريك التوسيط والتركيز للحصول على أفضل جودة OCT. اضغط على Capture/Scan للحصول على مسح OCT لمنطقة الفقاعة. راجع الصور للتحقق من جودة عمليات المسح.
  4. الانتعاش
    1. قم بإزالة قسيمة الغطاء وتنظيف الجل من العين بالشاش. تطبيق مرهم مضاد حيوي مرة واحدة بعد الحقن لمنع العدوى.
    2. اسمح للحيوان بالتعافي من التخدير تحت ضوء دافئ حتى يستعيد وعيه الكافي للحفاظ على الاستلقاء القصي والعودة إلى قفص المنزل. راقب لمدة 3 أيام على الأقل بعد الحقن بحثا عن علامات الالتهاب والعدوى والضيق.
      ملاحظة: يجب أن يكون الضوء الدافئ 150 واط على بعد 30 سم على الأقل من قفص ، ويجب توخي الحذر لتجنب إصابة الحروق.
    3. تطبيق حقن تحت الجلد من البوبرينورفين (0.05 ملغ/كغ) 8 كل ساعة لمدة 1 يوم أو حسب توصية الطبيب البيطري. إذا لوحظ التهاب أو عدوى في العين ، استشر أخصائي بيطري للحصول على العلاج المناسب.
  5. تنظيف وتعقيم الأدوات
    1. اغسل حقنة ميكرولتر زجاجية سعة 10 ميكرولتر وإبرة حادة 33G بإيثانول 100٪ 10x. اغسل الإيثانول عن طريق وميض المحقنة بالماء المقطر.
    2. قم بتفكيك المحقنة الزجاجية والإبرة. تجفيف حقنة للتخزين.

النتائج

تم تجميع المحقنة الزجاجية سعة 10 ميكرولتر وفقا لتعليمات الشركة الصانعة (الشكل 1) ، وتظهر الإبرة الحادة المستخدمة لتوصيل تعليق / وسائط الخلية في الشكل 1 ب. يوضح الشكل 2 طرقا مختلفة للحقن تحت الشبكية. نصف نهج pars plana في هذا البروتوكول (ا?...

Discussion

تم استخدام الحقن تحت الشبكية لزراعة تعليق الخلايا لعلاج RPE وأمراض الشبكية23،25،26،27،28،31،40. هذا النهج ضروري للغاية في دراسات القوارض ليس فقط لزرع الخلايا ونهج العل...

Disclosures

هوي غون تاي هو أحد مؤسسي شركة Alder Therapeutics AB. يعلن مؤلفون آخرون عدم وجود مصالح متنافسة.

Acknowledgements

نشكر وي شنغ تان ولوان شيانغ شيويه ين وشيني لي وينغينغ تشونغ على تقديم المساعدة الفنية لإعداد اليوم 32 من أسلاف مستقبلات الضوء المشتقة من hESC بعد الحفظ بالتبريد. تم دعم هذا العمل جزئيا من خلال منح من جائزة منحة أبحاث الباحثين الشباب التابعة للمجلس الوطني للبحوث الطبية (NMRC / OFYIRG / 0042/2017) ومنحة برنامج البحث التنافسي الرابع والعشرين لمؤسسة البحوث الوطنية (CRP24-2020-0083) إلى H.G.T.

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
0.3% TobramycinNovartisNDC  0078-0813-01Tobrex (3.5 g)
0.3% Tobramycin and 0.1% DexamethasoneNovartisNDC 0078-0876-01Tobradex (3.5 g)
0.5% Proparacaine hydrochlorideAlconNDC 0998-0016-150.5% Alcaine (15 mL)
1 mL Tuberculin syringeTuremoSS01T2713
1% TropicamideAlconNDC 0998-0355-151% Mydriacyl (15 mL)
2.5% Phenylephrine hydrochlorideAlconNDC 0998-0342-052.5% Mydfrin (5 mL)
24-well tissue culture plateCostar3526
30 G Disposable needleBecton Dickinson (BD)305128
33 G, 20 mm length blunt needlesHamilton7803-05
Automated Cell CounterNanoEnTekModel: Eve
B27 without Vitamin ALife Technologies125870012%36
BuprenorphineCevaVetergesic vet (0.3 mg/mL)
CKI-7SigmaC07425 µM36
CyclosporineNovartis260 g/L in drinking water
Day 32 hESC-derived photoreceptor progenitor cellsDUKE-NUS Medical SchoolHuman embryonic stem cells are differentiated for 32 days. See protocol in Ref 36.
GauzeWinner Industries Co. Ltd.1SNW475-4
Glasgow Minimum Essential MediumGibco11710–035
hESC cell line H1WiCell Research InstituteWA01
Human brain-derived neurotrophic factor (BDNF)Peprotech450-02-5010 ng/mL36
Human ciliary neurotrophic factor (CNTF)Prospec-Tany TechnogeneCYT-27210 ng/mL36
Ketamine hydrochloride (100 mg/mL)Ceva Santé AnimaleKETALAB03
LN-521BiolaminaLN521-021 µg36
mFreSRSTEMCELL Technologies5854
Microlitre glass syringe (10 mL)Hamilton7653-01
N-[N-(3,5-difluorophenacetyl-L-alanyl)]-S-phenylglycine t-butyl ester (DAPT)SelleckchemS221510 µM36
N-2 supplementLife TechnologiesA13707-011%36
Non-essential amino acids (NEAA)Gibco11140–0501x36
NutriStem XF MediaSatorius05-100-1A
Operating microscopeZeissOPMI LUMERA 700With Built-in iOCT function
PRDM (Photoreceptor differentiation medium, 50ml)DUKE-NUS Medical SchoolSee media composition36. Basal Medium, 10 µM DAPT, 10 ng/mL BDNF, 10 ng/mL CNTF, 0.5 µM Retinoic acid, 2% B27 and 1% N2. Basal Medium: 1x GMEM, 1 mM sodium pyruvate, 0.1 mM B-mercaptoethanol, 1x Non-essential amino acids (NEAA).
PyruvateGibco11360–0701 mM36
Rd10 miceJackson LaboratoryB6.CXB1-Pde6brd10/J miceGender: male/female, Age: P20 (injection), Weight: 3-6 g 
Retinoic acidTocris Bioscience0695/500.5 µM36
Round Cover Slip (12 mm)Fisher Scientific12-545-80
SB431542SigmaS43170.5 µM36
Vidisic Gel (10 g)Dr. Gerhard Mann
Xylazine hydrochloride (20 mg/mL)Troy LaboratoriesLI0605
β-mercaptoethanolLife Technologies21985–0230.1 mM36

References

  1. Molday, R. S., Moritz, O. L. Photoreceptors at a glance. Journal of Cell Science. 128 (22), 4039-4045 (2015).
  2. Aboualizadeh, E., et al. Imaging Transplanted Photoreceptors in Living Nonhuman Primates with Single-Cell Resolution. Stem Cell Reports. 15 (2), 482-497 (2020).
  3. Petrus-Reurer, S., et al. Preclinical safety studies of human embryonic stem cell-derived retinal pigment epithelial cells for the treatment of age-related macular degeneration. Stem cells translational medicine. 9 (8), 936-953 (2020).
  4. Wang, S. T., et al. Transplantation of Retinal Progenitor Cells from Optic Cup-Like Structures Differentiated from Human Embryonic Stem Cells In Vitro and In Vivo Generation of Retinal Ganglion-Like Cells. Stem cells and development. 28 (4), 258-267 (2019).
  5. Wang, Z., et al. Intravitreal Injection of Human Retinal Progenitor Cells for Treatment of Retinal Degeneration. Medical Science Monitor: International Medical Journal of Experimental and Clinical Research. 26, e921184-e921191 (2020).
  6. Semo, M., et al. Efficacy and Safety of Human Retinal Progenitor Cells. Translational vision science & technology. 5 (4), 6 (2016).
  7. Luo, J., et al. Human Retinal Progenitor Cell Transplantation Preserves Vision. The Journal of Biological Chemistry. 289 (10), 6362 (2014).
  8. Liu, Y., et al. Long-term safety of human retinal progenitor cell transplantation in retinitis pigmentosa patients. Stem cell research & therapy. 8 (1), 209 (2017).
  9. Maia, M., et al. Effects of indocyanine green injection on the retinal surface and into the subretinal space in rabbits. Retina (Philadelphia, Pa). 24 (1), 80-91 (2004).
  10. Nickerson, J. M., et al. Subretinal delivery and electroporation in pigmented and nonpigmented adult mouse eyes. Methods in molecular biology (Clifton, N.J). 884, 53 (2012).
  11. Peng, Y., Tang, L., Zhou, Y. Subretinal Injection: A Review on the Novel Route of Therapeutic Delivery for Vitreoretinal Diseases. Ophthalmic Research. 58 (4), 217-226 (2017).
  12. Murray, S. F., et al. Allele-Specific Inhibition of Rhodopsin With an Antisense Oligonucleotide Slows Photoreceptor Cell Degeneration. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 56 (11), 6362 (2015).
  13. Cideciyan, A. V., et al. Mutation-independent rhodopsin gene therapy by knockdown and replacement with a single AAV vector. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 115 (36), E8547-E8556 (2018).
  14. Maeder, M. L., et al. Development of a gene-editing approach to restore vision loss in Leber congenital amaurosis type 10. Nature medicine. 25 (2), 229-233 (2019).
  15. Katrekar, D., et al. In vivo RNA editing of point mutations via RNA-guided adenosine deaminases. Nature methods. 16 (3), 239 (2019).
  16. Ong, T., Pennesi, M. E., Birch, D. G., Lam, B. L., Tsang, S. H. Adeno-Associated Viral Gene Therapy for Inherited Retinal Disease. Pharmaceutical Research. 36 (2), 34 (2019).
  17. Pardue, M. T., et al. Neuroprotective effect of subretinal implants in the RCS rat. Investigative ophthalmology & visual science. 46 (2), 674-682 (2005).
  18. Liu, Z., et al. Surgical Transplantation of Human RPE Stem Cell-Derived RPE Monolayers into Non-Human Primates with Immunosuppression. Stem cell reports. 16 (2), 237-251 (2021).
  19. Martinez Camarillo, J. C., et al. Development of a Surgical Technique for Subretinal Implants in Rats. Journal of visualized experiments: JoVE. (190), e64585 (2022).
  20. Xue, Y., et al. The Prospects for Retinal Organoids in Treatment of Retinal Diseases. Asia-Pacific Journal of Ophthalmology. 11 (4), 314-327 (2022).
  21. McLelland, B. T., et al. Transplanted hESC-derived retina organoid sheets differentiate, integrate, and improve visual function in retinal degenerate rats. Investigative Ophthalmology and Visual Science. 59 (6), 2586-2603 (2018).
  22. Lin, B., et al. Retina organoid transplants develop photoreceptors and improve visual function in RCS rats with RPE dysfunction. Investigative Ophthalmology and Visual Science. 61 (11), 34 (2020).
  23. Russell, S., et al. Efficacy and safety of voretigene neparvovec (AAV2-hRPE65v2) in patients with RPE65-mediated inherited retinal dystrophy: a randomised, controlled, open-label, phase 3 trial. Lancet (London, England). 390 (10097), 849-860 (2017).
  24. Testa, F., et al. Three Year Follow-Up after Unilateral Subretinal Delivery of Adeno-Associated Virus in Patients with Leber Congenital Amaurosis Type 2. Ophthalmology. 120 (6), 1283 (2013).
  25. Fischer, M. D., et al. Safety and Vision Outcomes of Subretinal Gene Therapy Targeting Cone Photoreceptors in Achromatopsia: A Nonrandomized Controlled Trial. JAMA ophthalmology. 138 (6), 643-651 (2020).
  26. Ghazi, N. G., et al. Treatment of retinitis pigmentosa due to MERTK mutations by ocular subretinal injection of adeno-associated virus gene vector: results of a phase I trial. Human genetics. 135 (3), 327-343 (2016).
  27. MacLaren, R. E., et al. Retinal gene therapy in patients with choroideremia: initial findings from a phase 1/2 clinical trial. Lancet (London, England). 383 (9923), 1129-1137 (2014).
  28. Lam, B. L., et al. Choroideremia Gene Therapy Phase 2 Clinical Trial: 24-Month Results. American journal of ophthalmology. 197, 65-73 (2019).
  29. Xue, K., et al. Beneficial effects on vision in patients undergoing retinal gene therapy for choroideremia. Nature medicine. 24 (10), 1507-1512 (2018).
  30. Zhai, Y., et al. AAV2-Mediated Gene Therapy for Choroideremia: 5-Year Results and Alternate Anti-sense Oligonucleotide Therapy. American Journal of Ophthalmology. 248, 145-156 (2023).
  31. Schwartz, S. D., Tan, G., Hosseini, H., Nagiel, A. Subretinal Transplantation of Embryonic Stem Cell-Derived Retinal Pigment Epithelium for the Treatment of Macular Degeneration: An Assessment at 4 Years. Investigative ophthalmology & visual science. 57 (5), ORSFc1-ORSFc9 (2016).
  32. Vu, Q. A., et al. Structural changes in the retina after implantation of subretinal three-dimensional implants in mini pigs. Frontiers in Neuroscience. 16, 1010445 (2022).
  33. Spindler, L., et al. Controlled injection pressure prevents damage during subretinal injections in pigs. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 59 (9), 5918-5918 (2018).
  34. Yang, K., et al. Robot-assisted subretinal injection system: development and preliminary verification. BMC Ophthalmology. 22 (1), 1-10 (2022).
  35. Olufsen, M. E., et al. Controlled Subretinal Injection Pressure Prevents Damage in Pigs. Ophthalmologica. Journal international d’ophtalmologie. International journal of ophthalmology. Zeitschrift fur Augenheilkunde. 245 (3), 285-293 (2022).
  36. Tay, H. G., et al. Photoreceptor laminin drives differentiation of human pluripotent stem cells to photoreceptor progenitors that partially restore retina function. Molecular therapy the journal of the American Society of Gene Therapy. 31 (3), 825-846 (2023).
  37. Petrus-Reurer, S., et al. Subretinal Transplantation of Human Embryonic Stem Cell Derived-retinal Pigment Epithelial Cells into a Large-eyed Model of Geographic Atrophy. Journal of visualized experiments: JoVE. (131), e56702 (2018).
  38. Petrus-Reurer, S., et al. Integration of subretinal suspension transplants of human embryonic stem cell-derived retinal pigment epithelial cells in a large-eyed model of geographic atrophy. Investigative Ophthalmology and Visual Science. 58 (2), 1314-1322 (2017).
  39. Babu, V. S., et al. Depleted Hexokinase1 and lack of AMPKα activation favor OXPHOS-dependent energetics in Retinoblastoma tumors. Translational research the journal of laboratory and clinical medicine. (23), 00108-00111 (2023).
  40. Plaza Reyes, A., et al. Xeno-Free and Defined Human Embryonic Stem Cell-Derived Retinal Pigment Epithelial Cells Functionally Integrate in a Large-Eyed Preclinical Model. Stem cell reports. 6 (1), 9-17 (2016).
  41. Takahashi, K., et al. The influence of subretinal injection pressure on the microstructure of the monkey retina. PLoS ONE. 13 (12), e0209996 (2018).
  42. Tan, G. S. W., et al. Hints for Gentle Submacular Injection in Non-Human Primates Based on Intraoperative OCT Guidance. Translational Vision Science & Technology. 10 (1), 10-10 (2021).
  43. Yiu, G., et al. Suprachoroidal and Subretinal Injections of AAV Using Transscleral Microneedles for Retinal Gene Delivery in Nonhuman Primates. Molecular therapy. Methods & clinical development. 16, 179-191 (2020).
  44. Mühlfriedel, R., Michalakis, S., Garrido, M. G., Biel, M., Seeliger, M. W. Optimized Technique for Subretinal Injections in Mice. Methods in Molecular Biology. 935, 343-349 (2012).
  45. Huang, P., et al. Subretinal injection in mice to study retinal physiology and disease. Nature Protocols. 17 (6), 1468-1485 (2022).
  46. Huang, P., et al. The Learning Curve of Murine Subretinal Injection Among Clinically Trained Ophthalmic Surgeons. Translational Vision Science & Technology. 11 (3), 13 (2022).
  47. Qi, Y., et al. Trans-Corneal Subretinal Injection in Mice and Its Effect on the Function and Morphology of the Retina. PLOS ONE. 10 (8), e0136523 (2015).
  48. Irigoyen, C., et al. Subretinal Injection Techniques for Retinal Disease: A Review. Journal of Clinical Medicine. 11 (16), 4717 (2022).
  49. Parikh, S., et al. An Alternative and Validated Injection Method for Accessing the Subretinal Space via a Transcleral Posterior Approach. Journal of visualized experiments: JoVE. (118), e54808 (2016).
  50. Amer, M. H., White, L. J., Shakesheff, K. M. The effect of injection using narrow-bore needles on mammalian cells: Administration and formulation considerations for cell therapies. Journal of Pharmacy and Pharmacology. 67 (5), 640-650 (2015).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Explore More Articles

Laminin Isoform Rd10 RPE Gene

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Contact Us

Recommend to library

JoVE NEWSLETTERS

Research

Education

Authors

Librarians

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved