We wish to thank Peter Munro PhD for his assistance with optic nerve sectioning. This study was supported by the Medical Research Council (G0901303), and in part by the Dorothy Hodgkin Postgraduate Award/Medical Research Council, the Helen Hamlyn Trust, Fight for Sight, and Moorfields special trustess,.

Declaración de Ética: Todos los experimentos con animales se han realizado de acuerdo con el Cuidado y Uso de Animales Comité Institucional (IACUC), y fueron aprobados de acuerdo con las directrices del Reino Unido Home Office ( <a href="http://goo.gl/FLkirW" target="_blank">http://goo.gl/FLkirW</a> , consultado el pasado 10 de junio , 2014) y la Declaración de ARVO para el uso de animales en Oftálmica y Vision Research ( <a href="http://goo.gl/4LFOjD" target="_blank">http://goo.gl/4LFOjD</a> , consultado el pasado 10 de junio, 2014). 1. Hipertensión Ocular Inducción <ol><li> Inducir glaucoma experimental mediante la elevación de la presión intraocular (PIO) a través de la inyección unilateral de microesferas paramagnéticas en la cámara anterior de las ratas Brown Norway, basado en el método de Samsel et al. 3 Otros ratas pigmentadas pueden ser adecuados, aunque éstos tendrían que ser validado primero por el usuario. </li><li> Casa 250-300 g femeninoratas ex criador Brown Norway en un ambiente con poca luz constante (40-60 lux) para minimizar las fluctuaciones diurnas de la PIO 7, con el acceso a alimentos y agua ad libitum. </li><li> Tomar mediciones de la PIO de línea base en animales despiertos 8 antes de la anestesia y la inyección del grano, usando un tonómetro de rebote calibrada para su uso en el ojo de rata 9. IOP se toma como la media de cinco lecturas. </li><li> Anestesiar ratas con 37,5 mg / kg de ketamina, y 0,25 mg / kg de medetomidina clorhidrato entregado por vía intraperitoneal. Confirmar profundidad de la anestesia mediante el ensayo reflejos del pie trasero de animales, antes de la aplicación povidona yodo (véase el paso 1.5), y la inyección de talón (véase el paso 1.8). Administrar 0,5% de clorhidrato de proparacaína para la analgesia. NOTA: No dilatar la pupila en cualquier etapa. Esto ayudará a que las perlas se asientan mejor en el ángulo iridocorneal, y evitar la unión a la lente. Aplique una pomada ocular para prevenir la sequedad de la córnea en el ojo contralateral no operado. </li><li> Wcenizas del ojo operativa con 5% de yodo povidona en agua 10 5 min antes de la inyección. </li><li> Después de 5 min, Wick la povidona yodada fuera usando una gasa estéril, y lavar el ojo con solución salina estéril al 0,9%. Mantenga el ojo húmedo durante la anestesia con la aplicación regular de solución salina estéril. </li><li> Coloque un imán toroidal alrededor del ojo. </li><li> Inyectar 25 l de una solución que contiene 30 mg / ml de irradiación gamma esterilizado 8 micras microesferas magnéticas en solución salina equilibrada de Hank (HBSS) en la cámara anterior, utilizando una aguja biselada 33 G. <ol><li> Para preparar perlas, lavar por la re-suspensión, centrifugando a continuación 3 veces a 10.000 xg durante 5 min con 1 ml de HBSS, antes de hacer el / ml solución 30 mg final. Mantener condiciones estériles en todo. </li><li> Para la inyección, tener cuidado de evitar la inserción de la aguja para el iris, para minimizar el riesgo de trauma iris. Esto se puede prevenir orientando la aguja tangencial a la superficie de la córnea, como paralelo ael iris como sea posible. Esto también ayudará a minimizar la pérdida de talón desde el sitio de inyección. NOTA: Inyectar cuentas a un ritmo rápido para asegurar una distribución uniforme en todo el ángulo iridocorneal, que es fundamental para elevar la PIO. Además, los granos de tiendas, agujas y anillos magnéticos por separado de modo que las perlas no forman agrupaciones, haciéndolos difíciles de cargar en la jeringa e inyectar, y la aguja no se magnetizan. </li></ol></li><li> Deje la aguja en su lugar durante 1 min después de la inyección para asegurar que los granos se depositan en el ángulo iridocorneal para impedir el drenaje acuoso de la malla trabecular. Ligeramente ángulo de la aguja después de las cuentas se han establecido inicialmente para permitir cierta fuga de acuoso, para minimizar los aumentos transitorios de la presión intraocular. Al final de la cirugía limpiar la aguja a través con la primera salina tamponada con fosfato (PBS), luego etanol al 70%, seguido de agua destilada, para asegurar el uso continuado de la aguja en procedimientos separados. Alternativamente, se podría usaragujas desechables si la combinación correcta de calibre y una jeringa está disponible. Opcional: agujas pueden ser afiladas utilizando un beveller para prolongar su uso. </li><li> En esta etapa, si es necesario, retire el imán, y lo utilizan para sacar cuentas en áreas de cobertura incompleta. </li><li> Deje el imán en su lugar alrededor de los ojos para un 10 minutos después de la inyección de más para garantizar los granos se asientan bien en el ángulo iridocorneal. </li><li> Anestesia inversa utilizando 0,25 mg / kg atipemezole clorhidrato. </li><li> Administrar cloranfenicol, u otro ungüento antibiótico, por ejemplo gentamicina o terramicina por vía tópica para prevenir la infección, y 0,5% de clorhidrato de proparacaína para la analgesia. Deje a los animales para recuperar en una estera de calor hasta que recuperar el movimiento, a continuación, transferir a una caja caliente y de suministro con la nutrición adicional, tal como un suplemento alimenticio o dieta regular humedecido hasta que la recuperación es completa. Analgesia sistémica o local se debe dar a los animales que presenten signos de dolor de 24 horas después de la cirugía. Si thessíntomas e persisten a pesar del tratamiento, los animales deben ser sacrificados humanitariamente. </li><li> Utilice el ojo contralateral como control no operado. </li><li> Tomar mediciones de la PIO cada 2-3 días después de la administración de perlas, y cada 2-3 días a partir de entonces utilizando un tonómetro de rebote calibrada para su uso en el ojo de la rata 9. </li><li> Los criterios para la inclusión de los ojos en los estudios pueden ser: si 1) la PIO se eleva por encima de la presión de control contralateral por 5 mmHg, y 2) no excederá de 60 mmHg. </li><li> Ojos, donde la presión vuelve a la línea de base (generalmente por 1 semana después de la inyección) no deben ser incluidos en los estudios, sin embargo, es posible volver a inyectar los granos en los ojos que no logran desarrollar una PIO elevada si se desea. </li><li> La eutanasia a los animales por asfixia de CO 2 al final del experimento. </li><li> Diseccionar los ojos y los nervios ópticos, y fijar en el 4% de paraformaldehído (PFA) durante la noche para su posterior análisis histológico. </li></ol> 2. Evaluación de la retina Neurona daños Usando TUNEL STaining <ol><li> Para cuantificar las células apoptóticas en todo el montaje retinasuse el ensayo de deoxinucleotidil transferasa terminal mediada por dUTP nick-etiquetado (TUNEL), de acuerdo con las instrucciones del fabricante. </li><li> Diseccionar la retina de la copa para el ojo, para lavar 3 x 5 min en 0,3% de Triton X-100 en tampón fosfato salino (PBS-T). </li><li> Permeabilizar el tejido en 3% T-PBS durante 2 hr. </li><li> Pre-equilibrar retinas en tampón de equilibrio durante 10 min, antes de la incubación en solución de reacción TUNEL durante 1 hora a 37 ° C. </li><li> Lave el tejido durante 3 x 5 min en 0,3% T-PBS, enjuague en 0,3% T-PBS que contenía 5 mM DAPI y montaje plana en los medios de montaje. </li><li> Para cuantificar los núcleos TUNEL positivas utilizan un microscopio confocal de tomar 10 micras z-pilas a través de la capa de células ganglionares de 20 aumentos. Tomar 3 imágenes en cada uno de los 4 pétalos, en sitios cercanos al nervio óptico, en la periferia media, y en la lejana periferia de la retina, dando un total de 12 imágenes por toda mount, el muestreo de aproximadamente 7.000 células. Criterios morfológicos discriminados células no neuronales (endotelial y glial) de las células neuronales. </li><li> Seleccione las áreas de imagen utilizando sólo el canal DAPI, y los investigadores de la máscara a los grupos de tratamiento. </li></ol> 3. La evaluación de daño del nervio óptico Usando azul de toluidina tinción <ol><li> Fijar nervios ópticos durante la noche en solución de Karnovsky a 4 ° C. </li><li> Tratar las muestras durante 2 horas en 1% (w / v) de tetróxido de osmio y luego deshidratar en etanol al 100%. </li><li> Incubar nervios ópticos en óxido de propileno durante 30 minutos, y el lugar en una mezcla 50:50 de óxido de propileno: durante la noche araldite. </li><li> Cambie esta solución a 100% araldite, seguido de incubación durante la noche a 60 ° C. </li><li> Cortar semifinas secciones (0,75 mm de espesor) y mancha con 1% de azul de toluidina / bórax (TB) en etanol al 50% antes del examen con el microscopio óptico. </li></ol> 4. Análisis estadístico <ol><li> Realizar ana estadísticalyses usando un paquete de software estadístico apropiado. Un ANOVA de dos vías con la prueba post-hoc de Newman-Keul se puede utilizar para calcular la significación estadística para la PIO cambia con el tiempo. </li><li> Un valor de p menor de 0.05 puede ser considerado significativo. </li></ol>

<ol>
	<li>Quigley, H. A., Broman, A. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+number+of+people+with+glaucoma+worldwide+in+2010+and+2020.">The number of people with glaucoma worldwide in 2010 and 2020.</a> Br J Ophthalmol. 90 (3), 262-267 (2006).</li><li>Weinreb, R. N., Aung, T., Medeiros, F. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+pathophysiology+and+treatment+of+glaucoma:+a+review.">The pathophysiology and treatment of glaucoma: a review.</a> JAMA. 311 (18), 1901-1911 (2014).</li><li>Samsel, P. A., Kisiswa, L., Erichsen, J. T., Cross, S. D., Morgan, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+novel+method+for+the+induction+of+experimental+glaucoma+using+magnetic+microspheres.">A novel method for the induction of experimental glaucoma using magnetic microspheres.</a> Invest Ophthalmol Vis Sci. 52 (3), 1671-1675 (2011).</li><li>Libby, R. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inherited+glaucoma+in+DBA/2J+mice:+pertinent+disease+features+for+studying+the+neurodegeneration.">Inherited glaucoma in DBA/2J mice: pertinent disease features for studying the neurodegeneration.</a> Vis Neurosci. 22 (5), 637-648 (1017).</li><li>Morrison, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Elevated+intraocular+pressure+and+optic+nerve+injury+models+in+the+rat.">Elevated intraocular pressure and optic nerve injury models in the rat.</a> J Glaucoma. 14 (4), 315-317 (2005).</li><li>Levkovitch-Verbin, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Translimbal+laser+photocoagulation+to+the+trabecular+meshwork+as+a+model+of+glaucoma+in+rats.">Translimbal laser photocoagulation to the trabecular meshwork as a model of glaucoma in rats.</a> Invest Ophthalmol Vis Sci. 43 (2), 402-410 (2002).</li><li>Moore, C. G., Johnson, E. C., Morrison, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Circadian+rhythm+of+intraocular+pressure+in+the+rat.">Circadian rhythm of intraocular pressure in the rat.</a> Curr Eye Res. 15 (2), 185-191 (1996).</li><li>Morrison, J. C., Jia, L., Cepurna, W., Guo, Y., Johnson, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reliability+and+sensitivity+of+the+TonoLab+rebound+tonometer+in+awake+Brown+Norway+rats.">Reliability and sensitivity of the TonoLab rebound tonometer in awake Brown Norway rats.</a> Invest Ophthalmol Vis Sci. 50 (6), 2802-2808 (2009).</li><li>Wang, W. H., Millar, J. C., Pang, I. H., Wax, M. B., Clark, A. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Noninvasive+measurement+of+rodent+intraocular+pressure+with+a+rebound+tonometer.">Noninvasive measurement of rodent intraocular pressure with a rebound tonometer.</a> Invest Ophthalmol Vis Sci. 46 (12), 4617-4621 (2005).</li><li>Isenberg, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+ocular+application+of+povidone-iodine.">The ocular application of povidone-iodine.</a> Community Eye Health. 16 (46), 30-31 (2003).</li><li>Morrison, J. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+rat+model+of+chronic+pressure-induced+optic+nerve+damage.">A rat model of chronic pressure-induced optic nerve damage.</a> Exp Eye Res. 64 (1), 85-96 (1997).</li><li>Foxton, R. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=VEGF-A+is+necessary+and+sufficient+for+retinal+neuroprotection+in+models+of+experimental+glaucoma.">VEGF-A is necessary and sufficient for retinal neuroprotection in models of experimental glaucoma.</a> Am J Pathol. 182 (4), 1379-1390 (2013).</li></ol>

David T. Shima is an employee of Hofmann-La Roche, Switzerland. The remaining authors declare they have no competing financial interests.

Aquí se demuestra un método para inducir la PIO elevada en la rata, mediante la inyección de microesferas magnéticas en la cámara anterior del ojo. Este método es fácil de llevar a cabo, y requiere poca experiencia quirúrgica, o las horas de práctica y refinamiento. Además, el procedimiento es eficaz; rara vez se requiere más que una sola inyección de perlas para inducir una fuerte subida, robusto en presión (aproximadamente el 10% de tasa de reinyección). Esto puede proporcionar una ventaja sobre los métodos inducibles existentes, como la vena episceral técnicamente difícil esclerosis 11 modelo, o protocolo de la fotocoagulación con láser 6, que puede requerir múltiples procedimientos para mantener planteadas PIO. Para que el método para tener éxito sin embargo, hay algunos pequeños pasos críticos que necesitan ser tomadas. En primer lugar, es útil utilizar un imán de forma toroidal para dibujar perlas en el ángulo iridocorneal. Este paso es una modificación del protocolo original, where las perlas se inyectan en la cámara anterior, y luego se trasladó a mano alzada alrededor del ojo 3. Usando un imán toroidal significa que las microesferas deben instalarse de manera uniforme en todo el ángulo, lo que requiere la redistribución manual mínima. En segundo lugar, la tasa de inyección debe ser rápido - demasiado lento y las perlas se acumulará predominantemente en un lado del ángulo, dando lugar a una cobertura incompleta, y potencialmente no aumento de presión. En términos generales, sin embargo, el método es lo suficientemente sencillo que el usuario podría fácilmente hacer modificaciones en el protocolo, tales como variando el tamaño o el volumen de las partículas de microesferas, tal vez para intentar alterar el grado de la elevación de la PIO. Sin embargo, un inconveniente potencial del método es que uno tiene poco control sobre la extensión de la hipertensión, que en aproximadamente el 5-10% de los casos se observó subió por encima de 60 mmHg. Alzas excesivas en la PIO puede ser muy destructivo para los tejidos de la retina, y pueden hacer que el estudio de los mecanismos y biología de la muerte celular desafiante. Sin embargo, el método produce una patología neuronal consistente, tanto en la retina y del nervio óptico, que puede ser manipulado farmacológicamente 12. Esto puede hacer que el modelo atractivo para el desarrollo de nuevas terapias para el tratamiento del glaucoma. Además, debido a que las perlas se dirigen en el ángulo iridocorneal, esto deja el eje visual libre para imágenes en vivo de la retina o de disco óptico. Anticipamos que este modelo será adaptado y utilizado para futuras aplicaciones en otras especies, incluyendo ratón.

El glaucoma primario es una enfermedad ocular devastadora que afecta a aproximadamente 60,5 millones de personas en todo el mundo 1, que puede conducir a la pérdida de la visión que altera la vida y la ceguera 2. La investigación sobre los mecanismos de la enfermedad, y el desarrollo de nuevas terapias para el glaucoma, dependen de buenos modelos de la enfermedad que recapitulan algunas de las señas de identidad de la patología. Presentamos aquí un modelo de glaucoma de rata basado en el método de Samsel et al. 3 El objetivo general de esta técnica es aumentar la presión intraocular (IOP) en el ojo mediante la inyección de microesferas magnéticas en la cámara anterior, y el uso de un anillo magnético, directa ellos en el ángulo iridocorneal. Esto impide el flujo del humor acuoso, lo que aumenta la PIO, que conduce a daño neuronal y pérdida de células. El protocolo se desarrolló para intentar proporcionar un modelo más simple, inducible de glaucoma. Este protocolo puede tener algunas ventajassobre las técnicas existentes. Modelos genéticos de ratón como el DBA / 2J están disponibles, que no requieren procedimientos para iniciar; sin embargo, estos pueden tener un inicio impredecible de progresión de la enfermedad 4. En contraste, los modelos inducibles, la mayoría de las cuales dependen de la elevación de la PIO quirúrgicamente en roedores, tienen la ventaja de que la iniciación se puede controlar por el usuario. Algunos de estos métodos pueden tener inconvenientes de su propio sin embargo, incluyendo ser técnicamente desafiante 5, y puede requerir múltiples procedimientos para mantener la PIO elevada 6. En contraste, el método inducible se detalla en este manuscrito es una técnica sencilla, eficaz y reproducible que produce estables, fuertes incrementos en la presión, con una necesidad mínima de reinyección. Además, no se trata de un equipo costoso, y sólo requiere de habilidades quirúrgicas básicas para llevar a cabo. Este protocolo puede ser apropiado para los lectores que buscan establecer un inducible técnicamente menos exigentemodelo de glaucoma en su laboratorio.

<table><tbody><tr><td>250 - 300g female Brown Norway ex-breeder rats</td><td>Harlan UK</td><td>203</td><td></td></tr><tr><td>Tonolab Rebound Tonometer</td><td>Tiolat</td><td>TV02</td><td></td></tr><tr><td>Ketaset (ketamine)</td><td>Fort Dodge Animal health</td><td>BN1000118</td><td>37.5 mg/kg</td></tr><tr><td>Domitor (medetomidine hydrochloride)</td><td>Orion Pharma</td><td>140-999</td><td>0.25 mg/kg</td></tr><tr><td>Povidone iodine</td><td>Ecolab</td><td>BN4369LE10</td><td>5% in H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O</td></tr><tr><td>Minim&#039;s Saline Solution</td><td>Bausch and Lomb</td><td>PL00033/5017</td><td></td></tr><tr><td>Toroidal magnet</td><td>Supermagnete</td><td>R-10-07-03-N</td><td></td></tr><tr><td>Magnetic Microspheres</td><td>Bangs Laboratories</td><td>UMC4N/9692</td><td></td></tr><tr><td>HBSS</td><td>Invitrogen</td><td>14025</td><td></td></tr><tr><td>33 G beveled needle</td><td>Hamilton</td><td>7747-01</td><td>Custom needle</td></tr><tr><td>Luer tip syringe</td><td>Hamilton</td><td>80601</td><td></td></tr><tr><td>Antisedan (atipemezole hydrochloride )</td><td>Orion Pharma</td><td>141-003</td><td>0.25 mg/kg</td></tr><tr><td>Chloramphenicol ointment</td><td>Medicom</td><td>18956-0005</td><td></td></tr><tr><td>TUNEL staining kit</td><td>Promega</td><td>G3250</td><td></td></tr><tr><td>Triton X-100</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>T8787</td><td></td></tr><tr><td>DAPI</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>D9542</td><td></td></tr><tr><td>Vectashield mounting media</td><td>Vector Labs</td><td>H-1000</td><td></td></tr></tbody></table>

experimental glaucoma induced by ocular injection of magnetic microspheres

Progress in understanding the pathophysiology, and providing novel treatments for glaucoma is dependent on good animal models of the disease. We present here a protocol for elevating intraocular pressure (IOP) in the rat, by injecting magnetic microspheres into the anterior chamber of the eye. The use of magnetic particles allows the user to manipulate the beads into the iridocorneal angle, thus providing a very effective blockade of fluid outflow from the trabecular meshwork. This leads to long-lasting IOP rises, and eventually neuronal death in the ganglion cell layer (GCL) as well as optic nerve pathology, as seen in patients with the disease. This method is simple to perform, as it does not require machinery, specialist surgical skills, or many hours of practice to perfect. Furthermore, the pressure elevations are very robust, and reinjection of the magnetic microspheres is not usually required unlike in some other models using plastic beads. Additionally, we believe this method is suitable for adaptation for the mouse eye.

La inyección de perlas magnéticas en el ángulo iridocorneal indujo consistentemente un aumento prolongado y robusto de la presión (Figura 1), que fue fácilmente observable en el primer punto de tiempo, 3 días después de la inyección. Además, el aumento de la presión se mantuvo durante toda la duración del experimento, y aunque nuestro curso de tiempo terminó a los 18 días después de la inyección, otros han informado de que la presión persiste a largo plazo 3. La PIO media promediada sobre la longitud total del experimento de control, los ojos inyectados de no-grano fue de 19,7 ± 0,3 mmHg, en comparación con 40,5 ± 2,8 mmHg para los ojos de perlas con inyección (P &lt;0,001). Además, el pico IOP aumentó de 22,8 ± 0,3 mmHg a 49,9 ± 2,3 mmHg. Para determinar si la elevación de la PIO conduce a la muerte de las células ganglionares de la retina, se realizó la tinción de TUNEL en retinas, y la histología en secciones transversales del nervio óptico (Figura 2). En la retina<html> se observó un aumento en la tinción de TUNEL (Figura 2A) en los ojos de talón-inyectados con PIO elevada. El número de núcleos apoptóticos aumentó aproximadamente 15 veces, de 1,6 ± 0,5 células en los controles contralaterales, a 24,5 ± 0,5 células en retinas hipertensos (Figura 2B; p &lt;0,05). Además, en ojos en los que se inyectaron perlas magnéticas pero la presión no aumentaron (probablemente debido a la obstrucción incompleta del ángulo iridocorneal), el número de células TUNEL positivas no fueron significativamente diferentes de los de los controles no inyectados (P&gt; 0,05). Esto sugiere que la muerte celular se relacionó con la presión aumenta, no debido a la toxicidad directa de las microesferas magnéticas. Finalmente, se investigó la patología del nervio óptico en el modelo de glaucoma, y vimos acumulación de azul de toluidina en muchos de los axones, lo que indica la degeneración de estos procesos celulares (Figura 2C). Ure 1 &quot;src =&quot; / files / ftp_upload / 52400 / 52400fig1highres.jpg &quot;/&gt; Figura 1. Elevación de la presión intraocular utilizando microesferas magnéticas. La inyección de microesferas magnéticas en la cámara anterior indujo un aumento robusto, significativa en la presión intraocular (IOP) en comparación con el control contralateral, los ojos no inyectados. Unidades del eje Y = milímetros de mercurio (mmHg). Datos = media ± SEM. * = P &lt;0,001; N = 12. Esta cifra se ha modificado desde Foxton y otros, Am.. . J. Pathol 182 (4): 1379-1390. <img alt="Figura 2" src="/files/ftp_upload/52400/52400fig2highres.jpg" /> Figura 2. La elevación de la PIO mediante la inyección de microesferas magnéticas en el ángulo iridocorneal, inducida por la muerte neuronal en la capa de células ganglionares (GCL). (A) Imágenes representativas de retinas de control (izquierda) y glaucoma (derecha) ojos teñidos para núcleos apoptóticos por TUNEL (verde;flechas blancas) y DAPI (azul), indicando el número de núcleos apoptóticos aumentó a medida que aumentó la PIO. (B) Cuantificación de las células TUNEL positivas en la GCL, que muestran que los ojos con PIO elevada (en el centro), tenían significativamente más células apoptóticas en comparación con control (izquierda). En contraste, en los ojos de talón inyectado donde la presión no se levantó (derecha), no se observó ningún aumento significativo en la tinción de TUNEL. Datos = media ± SEM. * = P &lt;0,05; N = 7-8 (C) Imágenes representativas de tinción nervio óptico, lo que demuestra un aumento en la acumulación de azul de toluidina (flechas negras) en los axones dañados por el glaucoma (derecha), pero no tiene control ojos (izquierda).. Las barras de escala = 50 m. Esta cifra ha sido modificado desde Foxton et al., Am. . J. Pathol 182 (4): 1379-1390.

Watch this Scientific Journal Video about Experimental Glaucoma Induced by Ocular Injection of Magnetic Microspheres at JoVE.com

Experimental Glaucoma Induced by Ocular Injection of Magnetic Microspheres

We present a method for inducing elevated intraocular pressure (IOP), by injecting magnetic microspheres into the rat eye, to model glaucoma. This leads to strong pressure rises, and extensive neuronal death. This protocol is easy to perform, does not require repeat injections, and produces stable long-lasting IOP rises.

Experimental glaucoma inducido por inyección ocular de microesferas magnéticas

Progress in understanding the pathophysiology, and providing novel treatments for glaucoma is dependent on good animal models of the disease. We present ...

experimental-glaucoma-induced-ocular-injection-magnetic

Research

JoVE Journal

Medicine

17.0K vistas.  University College London Institute of Ophthalmology. We present a method for inducing elevated intraocular pressure (IOP), by injecting magnetic microspheres into the rat eye, to model glaucoma. This leads to strong pressure rises, and extensive neuronal death. This protocol is easy to perform, does not require repeat injections, and produces stable long-lasting IOP rises.

Video: Experimental Glaucoma Induced by Ocular Injection of Magnetic Microspheres

A Laser-induced Mouse Model of Chronic Ocular Hypertension to Characterize Visual Defects

Glaucoma, frequently associated with elevated intraocular pressure (IOP), is one of the leading causes of blindness. We sought to establish a mouse model of ocular hypertension to mimic human high-tension glaucoma. Here laser illumination is applied to the corneal limbus to photocoagulate the aqueous outflow, inducing angle closure. The changes of IOP are monitored using a rebound tonometer before and after the laser treatment. An optomotor behavioral test is used to measure corresponding changes in visual capacity. The representative result from one mouse which developed sustained IOP elevation after laser illumination is shown. A decreased visual acuity and contrast sensitivity is observed in this ocular hypertensive mouse. Together, our study introduces a valuable model system to investigate neuronal degeneration and the underlying molecular mechanisms in glaucomatous mice.

Chronic ocular hypertension is induced using laser photocoagulation of the trabecular meshwork in mouse eyes. The intraocular pressure (IOP) is elevated for several months after laser treatment. The decrease of visual acuity and contrast sensitivity of experimental animals are monitored using the optomotor test.

Un modelo de ratón inducida por láser de la hipertensión ocular crónica a Caracterizar los defectos visibles

Glaucoma, frequently associated with elevated intraocular pressure (IOP), is one of the leading causes of blindness. We sought to establish a mouse model ...

Investigación

Medicina

In vivo Imaging of Optic Nerve Fiber Integrity by Contrast-Enhanced MRI in Mice

The rodent visual system encompasses retinal ganglion cells and their axons that form the optic nerve to enter thalamic and midbrain centers, and postsynaptic projections to the visual cortex. Based on its distinct anatomical structure and convenient accessibility, it has become the favored structure for studies on neuronal survival, axonal regeneration, and synaptic plasticity. Recent advancements in MR imaging have enabled the in vivo visualization of the retino-tectal part of this projection using manganese mediated contrast enhancement (MEMRI). Here, we present a MEMRI protocol for illustration of the visual projection in mice, by which resolutions of (200 &#181;m)3 can be achieved using common 3 Tesla scanners. We demonstrate how intravitreal injection of a single dosage of 15 nmol MnCl2 leads to a saturated enhancement of the intact projection within 24 hr. With exception of the retina, changes in signal intensity are independent of coincided visual stimulation or physiological aging. We further apply this technique to longitudinally monitor axonal degeneration in response to acute optic nerve injury, a paradigm by which Mn2+ transport completely arrests at the lesion site. Conversely, active Mn2+ transport is quantitatively proportionate to the viability, number, and electrical activity of axon fibers. For such an analysis, we exemplify Mn2+ transport kinetics along the visual path in a transgenic mouse model (NF-&#954;B p50KO) displaying spontaneous atrophy of sensory, including visual, projections. In these mice, MEMRI indicates reduced but not delayed Mn2+ transport as compared to wild type mice, thus revealing signs of structural and/or functional impairments by NF-&#954;B mutations.
In summary, MEMRI conveniently bridges in vivo assays and post mortem histology for the characterization of nerve fiber integrity and activity. It is highly useful for longitudinal studies on axonal degeneration and regeneration, and investigations of mutant mice for genuine or inducible phenotypes.

In vivo Imaging of Optic Nerve Fiber Integrity by Contrast-Enhanced MRI in Mice

This video illustrates a method, using a clinical 3 T scanner, for contrast-enhanced MR imaging of the na&#239;ve mouse visual projection and for repetitive and longitudinal in vivo studies of optic nerve degeneration associated with acute optic nerve crush injury and chronic optic nerve degeneration in knock-out mice (p50KO).

Imágenes in vivo de Óptica de Fibras Nerviosas Integridad de la RM con contraste en ratones

The rodent visual system encompasses retinal ganglion cells and their axons that form the optic nerve to enter thalamic and midbrain centers, and ...

Neurociencias

A Magnetic Microbead Occlusion Model to Induce Ocular Hypertension-Dependent Glaucoma in Mice

The use of rodent models of glaucoma has been essential to understand the molecular mechanisms that underlie the pathophysiology of this multifactorial neurodegenerative disease. With the advent of numerous transgenic mouse lines, there is increasing interest in inducible murine models of ocular hypertension. Here, we present an occlusion model of glaucoma based on the injection of magnetic microbeads into the anterior chamber of the eye using a modified microneedle with a facetted bevel. The magnetic microbeads are attracted to the iridocorneal angle using a handheld magnet to block the drainage of aqueous humour from the anterior chamber. This disruption in aqueous dynamics results in a steady elevation of intraocular pressure, which subsequently leads to the loss of retinal ganglion cells, as observed in human glaucoma patients. The microbead occlusion model presented in this manuscript is simple compared to other inducible models of glaucoma and also highly effective and reproducible. Importantly, the modifications presented here minimize common issues that often arise in occlusion models. First, the use of a bevelled glass microneedle prevents backflow of microbeads and ensures that minimal damage occurs to the cornea during the injection, thus reducing injury-related effects. Second, the use of magnetic microbeads ensures the ability to attract most beads to the iridocorneal angle, effectively reducing the number of beads floating in the anterior chamber avoiding contact with other structures (e.g., iris, lens). Lastly, the use of a handheld magnet allows flexibility when handling the small mouse eye to efficiently direct the magnetic microbeads and ensure that there is little reflux of the microbeads from the eye when the microneedle is withdrawn. In summary, the microbead occlusion mouse model presented here is a powerful investigative tool to study neurodegenerative changes that occur during the onset and progression of glaucoma.

Here, we present a protocol to induce ocular hypertension in the murine eye that results in the loss of retinal ganglion cells as observed in glaucoma. Magnetic microbeads are injected into the anterior chamber and attracted to the iridocorneal angle using a magnet to block the outflow of aqueous humour.

A Magnetic Microbead Oclusión Modelo para inducir hipertensión ocular dependiente de glaucoma en ratones

The use of rodent models of glaucoma has been essential to understand the molecular mechanisms that underlie the pathophysiology of this multifactorial ...

Glaucoma-inducing Procedure in an In Vivo Rat Model and Whole-mount Retina Preparation

Glaucoma is a disease of the central nervous system affecting retinal ganglion cells (RGCs). RGC axons making up the optic nerve carry visual input to the brain for visual perception. Damage to RGCs and their axons leads to vision loss and/or blindness. Although the specific cause of glaucoma is unknown, the primary risk factor for the disease is an elevated intraocular pressure. Glaucoma-inducing procedures in animal models are a valuable tool to researchers studying the mechanism of RGC death. Such information can lead to the development of effective neuroprotective treatments that could aid in the prevention of vision loss. The protocol in this paper describes a method of inducing glaucoma - like conditions in an in vivo rat model where 50 &#181;l of 2 M hypertonic saline is injected into the episcleral venous plexus. Blanching of the vessels indicates successful injection. This procedure causes loss of RGCs to simulate glaucoma. One month following injection, animals are sacrificed and eyes are removed. Next, the cornea, lens, and vitreous are removed to make an eyecup. The retina is then peeled from the back of the eye and pinned onto sylgard dishes using cactus needles. At this point, neurons in the retina can be stained for analysis. Results from this lab show that approximately 25% of RGCs are lost within one month of the procedure when compared to internal controls. This procedure allows for quantitative analysis of retinal ganglion cell death in an in vivo rat glaucoma model.

Glaucoma-inducing Procedure in an In Vivo Rat Model and Whole-mount Retina Preparation

Glaucoma is characterized by damage to retinal ganglion cells. Inducing glaucoma in animal models can provide insight into the study of this disease. Here, we outline a procedure that induces loss of RGCs in an in vivo rat model and demonstrates the preparation of whole-mount retinas for analysis.

Glaucoma de inducir en un Procedimiento<em&gt; En Vivo</em&gt; Modelo de rata y Todo el montaje-Retina Preparación

Glaucoma is a disease of the central nervous system affecting retinal ganglion cells (RGCs). RGC axons making up the optic nerve carry visual input to the ...

A Model of Glaucoma Induced by Circumlimbal Suture in Rats and Mice

The circumlimbal suture is a technique for inducing experimental glaucoma in rodents by chronically elevating intraocular pressure (IOP), a well-known risk factor for glaucoma. This protocol demonstrates a step-by-step guide on this technique in Long Evans rats and C57BL/6 mice. Under general anesthesia, a "purse-string" suture is applied on the conjunctiva, around the equator and behind the limbus of the eye. The fellow eye serves as an untreated control. Over the duration of our study, which was a period of 8 weeks for rats and 12 weeks for mice, IOP remained elevated, as measured regularly by rebound tonometry in conscious animals without topical anesthesia. In both species, the sutured eyes showed electroretinogram features consistent with preferential inner retinal dysfunction. Optical coherence tomography showed selective thinning of the retinal nerve fiber layer. Histology of the rat retina in cross-section found reduced cell density in the ganglion cell layer, but no change in other cellular layers. Staining of flat-mounted mouse retinae with a ganglion cell specific marker (RBPMS) confirmed ganglion cell loss. The circumlimbal suture is a simple, minimally invasive and cost-effective way to induce ocular hypertension that leads to ganglion cell injury in both rats and mice.

Chronic ocular hypertension is induced by applying a circumlimbal suture in rats and mice, leading to functional and structural deterioration of the retinal ganglion cells consistent with glaucoma.

Un modelo de Glaucoma inducido por sutura de Circumlimbal en ratas y ratones

The circumlimbal suture is a technique for inducing experimental glaucoma in rodents by chronically elevating intraocular pressure (IOP), a well-known ...

A Reversible Silicon Oil-Induced Ocular Hypertension Model in Mice

Elevated intraocular pressure (IOP) is a well-documented risk factor for glaucoma. Here we describe a novel, effective method for consistently inducing stable IOP elevation in mice that mimics the post-operative complication of using silicone oil (SO) as a tamponade agent in human vitreoretinal surgery. In this protocol, SO is injected into the anterior chamber of the mouse eye to block the pupil and prevent inflow of aqueous humor. The posterior chamber accumulates aqueous humor and this in turn increases the IOP of the posterior segment. A single SO injection produces reliable, sufficient, and stable IOP elevation, which induces significant glaucomatous neurodegeneration. This model is a true replicate of secondary glaucoma in the eye clinic. To further mimic the clinical setting, SO can be removed from the anterior chamber to reopen the drainage pathway and allow inflow of aqueous humor, which is drained through the trabecular meshwork (TM) at the angle of the anterior chamber. Because IOP quickly returns to normal, the model can be used to test the effect of lowering IOP on glaucomatous retinal ganglion cells. This method is straightforward, does not require special equipment or repeat procedures, closely simulates clinical situations, and may be applicable to diverse animal species. However, minor modifications may be required.

Here, we present a protocol to induce ocular hypertension and glaucomatous neurodegeneration in mouse eyes by intracameral injection of silicone oil and the procedure for silicone oil removal from the anterior chamber to return elevated intraocular pressure to normal.

Un modelo de hipertensión ocular inducida por aceite de silicio reversible en ratones

Elevated intraocular pressure (IOP) is a well-documented risk factor for glaucoma. Here we describe a novel, effective method for consistently inducing ...

Full-Circle Cauterization of Limbal Vascular Plexus for Surgically Induced Glaucoma in Rodents

Glaucoma, the second leading cause of blindness worldwide, is a heterogeneous group of ocular disorders characterized by structural damage to the optic nerve and retinal ganglion cell (RGC) degeneration, resulting in visual dysfunction by interrupting the transmission of visual information from the eye to the brain. Elevated intraocular pressure is the most important risk factor; thus, several models of ocular hypertension have been developed in rodents by either genetic or experimental approaches to investigate the causes and effects of the disease. Among those, some limitations have been reported such as surgical invasiveness, inadequate functional assessment, requirement of extensive training, and highly variable extension of retinal damage. The present work characterizes a simple, low-cost, and efficient method to induce ocular hypertension in rodents, based on low-temperature, full-circle cauterization of the limbal vascular plexus, a major component of aqueous humor drainage. The new model provides a technically easy, noninvasive, and reproducible subacute ocular hypertension, associated with progressive RGC and optic nerve degeneration, and a unique post-operative clinical recovery rate that allows in vivo functional studies by both electrophysiological and behavioral methods.

The goal of this protocol is to characterize a novel model of glaucomatous neurodegeneration based on 360&#176; thermic cauterization of limbal vascular plexus, inducing subacute ocular hypertension.

Cauterización de círculo completo del plexo vascular limbal para el glaucoma inducido quirúrgicamente en roedores

Glaucoma, the second leading cause of blindness worldwide, is a heterogeneous group of ocular disorders characterized by structural damage to the optic ...

A Hypertonic Saline Injection Technique for Inducing Glaucoma in Rats

Source: Gossman, C. A. et al. <a href="https://app.jove.com/v/53831">Glaucoma-inducing Procedure in an In Vivo Rat Model and Whole-mount Retina Preparation.</a> J. Vis. Exp. (2016)
This video demonstrates glaucoma induction in an anesthetized rat by injecting hypertonic saline into the episcleral vein. The saline enters the trabecular meshwork via Schlemm&#39;s canal, causing tissue scarring, which blocks aqueous humor outflow and raises intraocular pressure. The elevated pressure damages retinal ganglion cells, leading to glaucoma.

Una técnica de inyección de solución salina hipertónica para inducir glaucoma en ratas

All procedures involving animal models have been reviewed by the local institutional animal care committee and the JoVE veterinary review board.
1. ...

JoVE Encyclopedia of Experiments

Neuroscience

Neuropathology

Epilepsy and Seizure Disorders

Experimental Glaucoma Induction via Iridocorneal Angle Obstruction In a Mouse Model

Source: Bunker, S., et al. <a href="https://app.jove.com/v/52400">Experimental glaucoma induced by ocular injection of magnetic microspheres.</a> J. Vis. Exp. (2015)
In this video, an anesthetized rat undergoes an ocular procedure where magnetic beads are injected into the anterior chamber under a magnetic field to block the iridocorneal angle. This blockage obstructs the trabecular meshwork, preventing aqueous humor drainage and leading to increased intraocular pressure, damaging the retinal ganglion cells and optic nerve. This develops a glaucoma-like condition.

Source: Bunker, S., et al. Experimental glaucoma induced by ocular injection of magnetic microspheres. J. Vis. Exp. (2015)
In this video, an anesthetized ...

Neurodegenerative Diseases

Inducing Experimental Glaucoma Induction via Iridocorneal Angle Obstruction with Magnetic Beads

After anesthetizing the rats, apply ocular ointment to the unoperated contralateral eye to keep it moist during anesthesia. Apply 0.5% pro procaine hydrochloride local anesthetic to the operative eye. Next, wash this eye with 5% povidone iodine in water. After 5 minutes, wick off the povidone iodine and wash the eye with 0.9% sterile saline solution.
Keep the eye moist during anesthesia with regular application of sterile saline. Now, place a toroidal magnet around the eye. To minimize the risk of iris trauma and minimize bead loss, orient the needle tangential to the corneal surface as parallel to the iris as possible. Proceed to inject 25 microliters of 30 milligrams per millimeter gamma irradiated magnetic microspheres into the anterior chamber.
Leave the needle in place for one minute post-injection, to ensure that beads settle into the iridocorneal angle to impede aqueous drainage from the trabecular meshwork. Slightly angle the needle a few seconds after the beads have initially settled to allow some leakage of aqueous, and to minimize transient increases in intraocular pressure.
To ensure continued use of the needle in separate procedures, flush the needle with PBS, then 70% ethanol, followed by distilled water. At this stage, if necessary, remove the magnet and use it to draw beads into areas of incomplete coverage. Leave the magnet in place around the eye for a further 10 minutes post-injection, to ensure beads settle well into the iridocorneal angle.