Method Article
פרוטוקול זה מתאר את השלבים לגרימת דלקת אובאיטיס מיקובקטריאלית (PMU) בעכברים. שיטה זו מתארת את השלבים שיעזרו לייצר דלקת עיניים אמינה וחזקה במערכת מודל העכבר. באמצעות פרוטוקול זה, יצרנו עיניים אוביטיות ועיניים של עמיתים לא מודלקים מחיות בודדות לצורך הערכה נוספת עם מבחנים אימונולוגיים, תעתיקיים ופרוטאומיים.
המונח 'אובאיטיס' מתאר קבוצה הטרוגנית של מצבים שכולם כוללים דלקת תוך עינית. באופן כללי, אובאיטיס מוגדרת על ידי אטיולוגיה: זיהום או אוטואימוניות. אובאיטיס זיהומית דורשת טיפול עם החומרים האנטי מיקרוביאליים המתאימים, בעוד אובאיטיס אוטואימונית דורשת טיפול עם סטרואידים או חומרים מדכאי חיסון אחרים. אובאיטיס פוסט-זיהומית היא צורה של אובאיטיס כרונית הדורשת סטרואידים כדי לשלוט בדלקת החיסונית לאחר ההדבקה הראשונית. אובאיטיס הקשורה לזיהום בשחפת Mycobacterium (Mtb) היא צורה מוכרת היטב של אובאיטיס פוסט-זיהומית, אך מנגנוני המחלה אינם מובנים במלואם. כדי להבין את התפקיד שממלאים אנטיגנים מיקובקטריאליים וליגנדות מולדות בגירוי דלקת עיניים כרונית בעקבות זיהום בשחפת, פותח המודל Primed Mycobacterial Uveitis (PMU) לשימוש בעכברים. כתב יד זה מתאר את השיטות ליצירת PMU ולניטור המהלך הקליני של דלקת באמצעות פונדוס צבע והדמיית טומוגרפיה קוהרנטית אופטית (OCT). PMU מושרה על ידי חיסון עם תמצית מיקובקטריאלית שנהרגה בחום ואחריה הזרקה תוך-גופית של אותה תמצית לעין אחת שבעה ימים לאחר מכן. דלקת עיניים מנוטרת לאורך באמצעות הדמיית in vivo ולאחר מכן איסוף דגימות למגוון רחב של בדיקות, כולל היסטולוגיה, ציטומטריה של זרימה, ניתוח ציטוקינים, qPCR או ריצוף mRNA. מודל העכבר של PMU הוא כלי חדש ושימושי לחקר תגובות העיניים ל- mTB, המנגנון של אובאיטיס כרונית, ולבדיקות יעילות פרה-קליניות של טיפולים אנטי דלקתיים חדשים.
המונח 'אובאיטיס' מתאר קבוצה הטרוגנית של מצבים שכולם כוללים דלקת תוך עינית1. מודלים של אובאיטיס בבעלי חיים חשובים להבנת מנגנוני המחלה ולניסויים פרה-קליניים של טיפולים חדשים. מספר מודלים של בעלי חיים של אובאיטיס הוקמו2. השניים שנחקרו בהרחבה הם אובאיטיס אוטואימונית ניסיונית (או uveoretinitis; EAU) ואובאיטיס המושרה על ידי אנדוטוקסין (EIU). EAU נוצר בדרך כלל על ידי חיסון עם אנטיגנים עיניים או יכול להתרחש באופן ספונטני כאשר סובלנות מרכזית מופרעת בהיעדר הגן AIRE 3,4. גרסאות אחרות של המודל פותחו מאז 5,6,7 כדי לכלול פפטידים אובאיטוגניים שונים; אלה נבדקו בהרחבה 8,9,10. EAU הוא המודל העיקרי לצורות של אובאיטיס אוטואימונית תלוית תאי T כגון מחלת ווגט-קויאנאגי-הראדה וכוריורטיניטיס ציפורים בבני אדם. EIU נוצר על ידי הזרקה מערכתית או מקומית של ליפופוליסכריד חיידקי (LPS)10,11. EIU שימש כמודל של אובאיטיס חריפה הנוצרת על ידי הפעלת מסלולי איתות מולדים של מערכת החיסון12. שני המודלים סייעו להבנה הנוכחית של אימונולוגיה של העין, אך שניהם אינם מודלים יעילים לאובאיטיס כרונית פוסט-זיהומית. מודל Primed Mycobacterial Uveitis (PMU), שהוקם לאחרונה בעכברים, מספק כעת גישה לחקור ולהעריך היבטים קליניים ותאיים של צורה זו של אובאיטיס13.
קיימת שכיחות גבוהה של זיהום מיקובקטריאלי ברחבי העולם, עם למעלה מ-10 מיליון מקרים חדשים ויותר מ-1.4 מיליון מקרי מוות שדווחו על ידי ארגון הבריאות העולמי בשנת 201914. ביטוי אקסטרפולמונרי של זיהום שחפת פעיל (שחפת) כולל אובאיטיס והוא גורם מוכר היטב של אובאיטיס זיהומית15,16. הביטויים של אובאיטיס הקשורה לשחפת הם פרוטאן, אשר ככל הנראה משקף מספר מנגנונים שונים של המחלה הכוללים זיהום ישיר בעיניים, כמו גם דלקת פחות מובנת בתיווך מערכת החיסון17,18,19. המנגנונים המוצעים עבור sequelae פוסט-זיהומיות אלה כוללים תגובה דלקתית כרונית המתעוררת על ידי התמדה של זיהום פאוצ'י-בצילארי באפיתל פיגמנט הרשתית (RPE), תגובה דלקתית כרונית המתעוררת על ידי נוכחות של דפוסים מולקולריים הקשורים לפתוגן (PAMPs) כתוצאה מזיהום עיניים שפונה בהצלחה, והפעלה לא הולמת של התגובה החיסונית הנרכשת נגד אנטיגנים עיניים בתהליך של חיקוי מולקולרי או אנטיגן התפשטות הנגרמת על ידי זיהום שחפת מערכתי20,21,22,23.
על מנת להשיג הבנה מכניסטית טובה יותר של אובאיטיס כרונית פוסט-זיהומית ולחקור את תפקידם של אנטיגנים מיקובקטריאליים בייזום מחלות, פותח מודל PMU לשימוש בעכברים13,24. בהתאם לכך, כדי לעורר דלקת, העכבר מקבל תחילה זריקה תת-עורית של אנטיגן מזן השחפת H37Ra המומת בחום כדי לחקות זיהום מערכתי, ולאחר מכן שבעה ימים לאחר מכן הזרקה תוך-גופית של אותו אנטיגן הניתן לעין שמאל או ימין כדי לחקות זיהום מקומי בעיניים. העוצמה והמשך של האובאיטיס הנובעת מכך מנוטרים על ידי טומוגרפיה קוהרנטית אופטית in vivo אורכית (OCT) והדמיה כספית של העין25. PMU מאופיין בדלקת פאנובאיטיס חריפה ודומיננטית מיאלואידית המתפתחת לאובאיטיס אחורית כרונית דומיננטית של תאי T עם ויטריטיס, דלקת רשתית פריווסקולרית ואזורים מוקדיים של נזק חיצוני לרשתית26. נוכחות של דלקת גרנולומטוס בקטע האחורי של העין מצביעה על כך שניתן להשתמש במודל PMU כדי לחקור כמה צורות של אובאיטיס קדמית (גרנולומטוס ולא גרנולומטוסית) ודלקת ביניים, שנראתה בחולים עם ראיות אימונולוגיות לזיהום Mtb בעבר27. בנוסף, הוצע כי המרכיבים של Mtb המומת בחום המשמשים במודל PMU מעוררים תגובות חיסוניות העומדות בבסיס ההיבטים של אובאיטיס חוזרת בחולים עם שחפת עיניים המגיבים לטיפול נגד שחפת (ATT)28. בשל ההבדלים בהתחלת המחלה ובמסלול הדלקתי בהשוואה ל- EAU ו- EIU, PMU מייצג מודל חייתי חדש של אובאיטיס שאינו תלוי בחיסון עם אנטיגנים עיניים ועשוי לסייע בהבהרת מנגנוני המחלה בחולים עם אובאיטיס כרונית. פרוטוקול זה מתווה את השיטות ליצירת PMU, ניטור המהלך הקליני של דלקת ואיסוף דגימות עיניים לניתוח לאחר המוות עם ציטומטריה של זרימה.
כל ההליכים שבוצעו אושרו באופן מקומי על ידי ועדת הטיפול והשימוש בבעלי חיים באוניברסיטת וושינגטון (פרוטוקול מחקר בבעלי חיים # 4481-02) או בקונקורדנציה עם רישיון משרד הפנים של בריטניה (PPL 30/3281) וקבוצת הביקורת האתית של אוניברסיטת בריסטול. הניסויים שנערכו בשני המוסדות עלו בקנה אחד עם הצהרת האגודה לחקר הראייה ורפואת העיניים (ARVO) לשימוש בבעלי חיים בחקר העיניים והראייה. PMU נוצר בעכברי C57BL/6J בני 6-10 שבועות; כל העכברים שקלו לפחות 18 גרם בזמן אינדוקציה של אובאיטיס ואושרו כשליליים למוטציה RD8 של הגן Crb129. העכברים הוחזקו עם צ'או סטנדרטי ומים תרופתיים (פרצטמול 200-300 מ"ג/ק"ג/יום) עד ליביטום בתנאים ספציפיים ללא פתוגנים. המתת חסד של בעלי חיים בוצעה בשיטה סטנדרטית של שאיפת פחמן דו חמצני30.
1. הכנת אנטיגן להזרקה תת עורית
2. הזרקה תת עורית
3. הכנת מלאי אנטיגן להזרקה תוך-גופית
4. הליך הזרקה תוך ויטרי ביום 0
5. הדמיית OCT לזיהוי וכימות אובאיטיס
6. ניקוד דלקת על ידי OCT
7. ניקוד דלקת על ידי היסטולוגיה שלאחר המוות
פרוטוקול זה מדגים את האינדוקציה של אובאיטיס בעכברים באמצעות מודל אובאיטיס מיקובקטריאלי ראשוני (PMU). הבטחת עקביות בהזרקה התת-עורית ודיוק ההזרקה התוך-גופית הם שלבים מרכזיים בפיתוח מודל אובאיטיס מיקובקטריאלי ראשוני (PMU). איור 1 מדגים את הליך ההזרקה התוך-גופית של העכבר באמצעות מנגנון סטריאוטקסי. מוטות אוזניים עוזרים למקם בעדינות את הראש באותו מיקום מתחת למיקרוסקופ (איור 1E). הם גם שומרים על הראש יציב במהלך הליך ההזרקה intravitreal, אשר מקטין את הסיכון של טראומה הזרקה. לאחר הזרקה מוצלחת, פלואורסצין בתמיסת ההזרקה מייצר השתקפות ירקרקה מתוך העין שניתן לראות מתחת למיקרוסקופ או ממבט מהצד כפי שמוצג באיור 1F.
כאשר הוא מבוצע כמתואר, הפרוטוקול מייצר אובאיטיס חריפה חזקה שניתן לזהות באמצעות OCT והדמיית פונדוס כבר 10 שעות לאחר הזרקה תוך-גופית. איור 2 מדגים את היישור הנכון של העין להדמיית OCT. טבלה 1A מפרטת את הפרמטרים המשמשים בפרוטוקול OCT. גישה שיטתית להשגת תמונות תספק תמונות באיכות גבוהה שניתן להשוות לאורך זמן. תמונות של תאים קדמיים ממורכזות בקצה הקרנית באמצעות תמונת SLO בפנים (איור 2A) כאשר הקשתית מיושרת במקביל למישור האופקי והאנכי (איור 2B,C). סריקות נפח וסריקות קו נלכדות עם יישור אנכי כך שניתן להציג בו זמנית אזורים נחותים ומעולים. תמונות המקטעים האחוריים מרוכזות בעצב הראייה באמצעות תמונת ה-SLO בפנים (איור 2D), והפס הבהיר של ה-RPE משמש ליישור הרשתית במקביל למישור האופקי והאנכי (איור 2E,F).
איור 3 מראה ממצאים אופייניים של דלקת עיניים מסוג PMU באמצעות הדמיית OCT. עשרים וארבע שעות לאחר ההזרקה התוך-גופית, תאי דלקת נראים בזגוגית המימית ובזגוגית (איור 3B). בנוכחות דלקת מתונה או חמורה, hypopyon ייראה בזווית נחותה AC. ניתן להבקיע את מידת הדלקת בעיניים בתמונות OCT אלה באמצעות הקריטריונים המפורטים בטבלה 2. דוגמאות מייצגות לתמונות המדגימות את המאפיינים הדלקתיים האופייניים לכל ציון מוצגות באיור 4. ניתן להוסיף יחד ציוני AC ו-PC כדי ליצור את ציון ה-OCT המשולב. ציונים משולבים >0 אך ≤2.5 מייצגים דלקת קלה. דלקת מתונה נקבעת על ידי ציונים >2.5 אבל ≤4.5. ציוני >4.5 מזהים דלקת חמורה. הדלקת מגיעה לשיאה בדרך כלל 48 שעות לאחר הזרקה תוך-גופית, עם ציוני OCT ב-AC ובמחשב האישי בין 1 ל-3 (ציונים משולבים בין 2 ל-6). ציוני AC ו-PC של 0.5 או 4 נפוצים פחות. במקרה שבו נתקלים לעתים קרובות בציונים מחוץ לטווח הטיפוסי, ייתכן שיהיה צורך בפתרון בעיות כדי לזהות את הגורמים התורמים לציונים חריגים יותר (ראה סעיף דיון). ציוני הדלקת בתא הקדמי נוטים לחזור לאפס תוך שבוע לאחר ההזרקה התוך-גופית. לעומת זאת, הציונים האחוריים אינם חוזרים לאפס; במקום זאת, דלקת כרונית ברמה נמוכה נמשכת בצורה של ויטריטיס, ולימפוציטים perivascular לחדור ברשתית במשך 1-2 חודשים לאחר הזרקה intravitreal.
ציון דלקת ב- PMU יכול להיקבע גם באמצעות היסטולוגיה. איור 5 מציג מקטעי H&E מייצגים לשימוש בניקוד חומרת PMU על ידי היסטולוגיה. מספר תאי הדלקת בזגוגית המימית והזגוגית נספרים ומשמשים לקביעת חומרתם באמצעות קריטריוני הציון המפורטים בטבלה 3. חדירת תאי דלקת לגוף הציליארי נראית בדרך כלל בצד אחד של החלק ההיסטולוגי (מעורבות חד צדדית) בדלקת קלה או בינונית. כאשר הדלקת חמורה, הדבר בא לידי ביטוי בנוכחות של חדירת תאי דלקת לגוף הסיליארי משני צידי העדשה (המכונה מעורבות דו-צדדית). במהלך נקודות זמן מאוחרות יותר לאחר הזרקה intravitreal, ביטויי דלקת כרונית, כולל נוכחות של לויקוציטים perivascular ו intraretinal וקפלי הרשתית החיצונית, ניתן גם לזהות. היסטולוגיה יכולה גם לעזור בזיהוי עיניים המושפעות מטכניקות הזרקה לקויות. ניתן לזהות טראומה לעדשה במהלך ההזרקה התוך-גופית על ידי נוכחות של חלבוני עדשה אמורפיים מוכתמים באאוזין (ורוד) מחוץ לקפסולת העדשה הסמוכה לאזור הטראומה. ריפלוקס של mTB intravitreal לתוך החלל subconjunctival תיצור דלקת מחוץ לעין כי ניתן לזהות על ידי סקירה זהירה של מבנים periocular נוכח על החלקים. בשל הכישלון לשמור על תמצית mTB בתוך העיניים, עיניים אלה בדרך כלל יהיו עם ציוני OCT נמוכים של דלקת.
ניתן להשתמש בהדמיית פונדוס של ברייטפילד גם כדי לזהות היבטים רלוונטיים מבחינה קלינית של PMU, כולל התפתחות של היפופיון, ויטריטיס וחדירת תאי דלקת ברשתית או בכלי הדם. איור 6 מראה שתי דוגמאות שבהן ניתן לראות דלקת ברשתית ובכלי הדם בתמונות פונדוס. שתי העיניים האלה גם מראות את טווח הדלקת הנפוץ במודל PMU. טבלה 1B מפרטת את הפרמטרים המשמשים במערכת ההדמיה של פונדוס/רשתית OCT. שימו לב להשפעה שיש לדלקת חמורה על איכות התמונה (איור 6, יום 2, OCT ותמונות פונדוס בשורה העליונה) ולהיקף המחלה הקיימת ביום ה-21. בצקת הקרנית יכולה גם להפחית את איכות התמונה במהלך דלקת חריפה; עם זאת, אין זה נדיר שבצקת הקרנית חמורה מדלקת בלבד. בדרך כלל, איכות התמונה תיפגע כתוצאה מנזקי אפיתל הנובעים מהגנה לא שלמה על פני השטח במהלך אירועי הדמיה והרדמה.
מודל PMU יכול לשמש כדי לגרום uveitis בכל גזע עכבר או גנוטיפ. בעיניים לבקניות, OCT עדיין יכול לשמש לציון דלקת, אך היעדר פיגמנט פונדוס הופך את ההדמיה של דלקת למאתגרת על ידי הדמיה שלשדה בהיר 13,34. ניתן לבצע מחקרים לאחר המוות על רקמות עיניים, בלוטות לימפה אזוריות או הטחול. כמה דוגמאות כוללות בדיקות לנוכחות של תאים חיסוניים כגון ציטומטריה זרימה ואימונוהיסטוכימיה ומדידה של ציטוקינים דלקתיים. בכל נקודות הזמן שנבדקו לאחר תחילת דלקת עם PMU (יום 1 עד יום 56), יש מספיק תאים דלקתיים CD45+ נוכחים בעיניים בודדות כדי לזהות אוכלוסיות לויקוציטים גדולות רבות בעין על ידי ניתוח זרימה מרובת פרמטרים12,35. ניתן לאסוף הומור מימי (2-5 μL) וזגוגי (5-10 μL) מעיניים מודלקות לצורך קביעת ריכוז חלבונים, מחקרים פרוטאומיים או קביעת ריכוז ציטוקינים36.
איור 1: מערך הזרקה תוך-גופית של עכבר. ההזרקה התוך-גופית מתבצעת בעין העכבר באמצעות (A) בקר משאבת מיקרו-מזרק המחובר למיקרו-משאבה (B) ו-(C) מזרק הזרקה. המזרק נטען ומותקן על המיקרו-משאבה (D). ראש העכבר ממוקם באמצעות מוטות אוזניים (E) כדי להבטיח יציבות ועקביות במהלך הליך ההזרקה התוך-ורידית. (F) פלואורסצין בתמיסת ההזרקה מייצר השתקפות ירקרקה מתוך העין לאחר הליך מוצלח. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של נתון זה.
איור 2: יישור נכון של העין להדמיית OCT . (A) באמצעות תמונת אופתלמוסקופ לייזר סורקת פנים (SLO), העין ממורכזת להדמיית החדר הקדמי. הקו הירוק מציין את מיקום סריקת הקו האופקי המוצגת בחלונית (B). שים לב כי הקרנית המרכזית נמנעת כדי להקטין את חפץ ההשתקפות. (C) סריקת B אנכית דרך התא הקדמי הפארא-מרכזי. סריקה זו מתקבלת ב-90° מהסריקה האופקית. שים לב שהיישור של מקטעי הקשתית בכל צד של העדשה הוא מאוזן בסריקה האופקית (לוח B) ומסודר אחד מעל השני בסריקה האנכית (לוח C). (D) באמצעות תמונת SLO, תמונת התא האחורי מרוכזת בעצב הראייה. (E) יישור B-Scan אופקי, (F) יישור B-Scan אנכי. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של נתון זה.
איור 3: אינדוקציה של PMU יוצרת פנובאיטיס שניתן לנטר על ידי הדמיית OCT אורכית. השורה העליונה מציגה תא קדמי (AC); השורה התחתונה מציגה תמונות OCT של החדר האחורי (PC) כדי להדגיש שינויים פתולוגיים במהלך המחלה. (A) תמונת OCT בסיסית של AC (למעלה) ומחשב אישי (למטה) לפני השראת אובאיטיס, שניהם ציון 0. (B) יום 1 לאחר הזרקה תוך-גופית המציגה נוכחות של בצקת הקרנית (חץ שחור), היפופיון (*) מספר תאי דלקת צפים חופשיים ב-AC (חיצים לבנים) ו-vitritis (ראשי חץ לבנים) במחשב. (C) יום 7 לאחר הזרקה תוך-גופית עם מעט תאי AC על כמוסת העדשה הקדמית (חץ לבן) וירידה בדלקת ויטריטיס (ראש חץ לבן). (D) יום 28 לאחר הזרקה תוך-גופית של החדר הקדמי עם דלקת AC פתורה ודלקת ויטריטיס קלה. קיצורים: C- קרנית, L - עדשה, I - איריס, Aq - מימי, V זגוגית, RGC - תאי גנגליון רשתית, PR - פוטורצפטורים, Ch- כורואיד. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של נתון זה.
איור 4: דוגמאות לציון OCT. ציון OCT בין 0 ל-4 מוקצה לכל תמונת AC ותמונת מחשב באמצעות המערכת הקטגוריאלית המוצגת בטבלה 2. ציוני AC ו-PC משולבים עבור ציון OCT הסופי לעין. (א,ד) דוגמאות לציון אפס. (ב,ה) דוגמאות לציון 0.5. (ג,ו) דוגמאות לציון 1. (ז,י) דוגמאות לציון 2. (ח,ק) דוגמאות לציון 3. (א,ל) דוגמאות לציון 4 מוצגות בפאנלים I ו-L. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של נתון זה.
איור 5: דוגמאות לציון בהיסטולוגיה. הציון בהיסטולוגיה נקבע על סמך חמישה מאפיינים הנראים במקטעי H&E: צפיפות חלבון התא הקדמי, מספר התא הקדמי, חדירת תאי מערכת החיסון לגוף הציליארי, צפיפות תאי הזגוגית, דלקת בכלי הדם ברשתית ושינויים מבניים ברשתית. ציון של 0-2 מוקצה עבור כל מאפיין. התיאור של כל ציון נמצא בלוח 3. ציון לדוגמה מייצג של 0-2 עבור כל מאפיין מוצג באיור זה. העמודה השמאלית מדגימה את ציון האפס. העמודה המרכזית מציגה דוגמאות לציון 1. העמודה השמאלית מציגה דוגמאות לציון 2. ציון של 2 עבור ציון הגוף הציליארי מוקצה אם הגוף הציליארי משני צדי העדשה באותו מקטע מדגים דלקת תאית. הציון הסופי בהיסטולוגיה הוא סכום הציון עבור כל אחד מחמשת הקריטריונים (ציון מקסימלי 10). החץ בלוח הימני התחתון מציין לויקוציטים פריווסקולריים הקשורים לכלי רשתית שטחי. סרגל קנה מידה שחור מציין 500 מיקרומטר. פסי קנה מידה ציליאריים מציינים 100 מיקרומטר. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של נתון זה.
איור 6: הדמיית פונדוס אורכית ב-PMU זיהתה טווח של חומרת מחלה . (A) עיניים מודלקות קשות מדגימות חדירות לבנות מרובות ברשתית ובטורטואוזיות כלי הדם בהדמיית פונדוס צבע (שורה עליונה) וכן דלקת ויטריטיס צפופה ובצקת רשתית ב-OCT (שורה תחתונה) ביום השני. התקדמות במספר נגעים ברשתית ניתן לראות לאורך זמן בעוד vitritis משתפר. הקו הירוק מציין את מיקום תמונת ה-OCT. (B) עיניים מודלקות קלות מדגימות פחות ויותר נגעים ליניאריים בדידים בפונדוס ומספר תאים חודרים בחלל הזגוגית. סרגל קנה מידה = 100 מיקרומטר. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של נתון זה.
A | |||
תא קדמי של עכבר | סריקה מהירה | סריקת עוצמת קול | סריקה ליניארית |
אורך X רוחב | 4.0 מ"מ × 4.0 מ"מ | 3.6 מ"מ × 3.6 מ"מ | 3.6 מ"מ |
פינה | 0 | 90 | 90 |
סריקה A/סריקת B | 800 | 1000 | 1000 |
# סריקות B | 50 | 400 | 1 |
מסגרות/ סריקת B | 1 | 3 | 20 |
תא אחורי לעכבר | סריקה מהירה | סריקת עוצמת קול | סריקה ליניארית |
אורך X רוחב | 1.6 מ"מ × 1.6 מ"מ | 1.6 מ"מ × 1.6 מ"מ | 1.6 מ"מ |
פינה | 0 | 0 | 0 |
סריקה A/סריקת B | 800 | 1000 | 1000 |
# סריקות B | 50 | 200 | 1 |
מסגרות/ סריקת B | 1 | 3 | 20 |
B | |||
תא אחורי לעכבר | סריקת עוצמת קול | סריקה ליניארית | |
אורך X רוחב | 0.9 מ"מ × 0.9 מ"מ | 1.8 מ"מ | |
פינה | 0 | כל (בדרך כלל 0 או 90) | |
סריקה A/סריקת B | 1024 | 1024 | |
# סריקות B | 512 | 1 | |
מסגרות/ סריקת B | 1 | 30 |
טבלה 1: סריקת פרמטרים. (A) פרמטרי סריקת OCT. (B) פרמטרים של סריקת OCT של פונדוס/רשתית
תיאורי ציוני OCT | ||||||
הציון | תא קדמי | חדר אחורי | ||||
נה | אין נוף מעבר לקרנית הקדמית | אין תצוגה של קטע אחורי | ||||
0 | ללא דלקת | ללא דלקת | ||||
0.5 | 1-5 תאים במים | תאים מעטים התופסים פחות מ -10% משטח הזגוגית | ||||
או בצקת בקרנית | ללא חדירות תת-רשתיות או תוך-רשתיות או הפרעה בארכיטקטורת הרשתית | |||||
1 | 6-20 תאים במימיים | תאים מפוזרים (ללא גושים צפופים) התופסים בין 10 ל -50% משטח הזגוגית. | ||||
או שכבה אחת של תאים על קפסולת העדשה הקדמית | ללא חדירות תת-רשתיות או תוך-רשתיות או הפרעה בארכיטקטורת הרשתית | |||||
2 | 20-100 תאים במים | תאים מפוזרים (ללא גושים צפופים) התופסים >-50% משטח הזגוגית | ||||
או פחות מ-20 תאים והיפופיון קיים | ללא חדירות תת-רשתיות או תוך-רשתיות או הפרעה בארכיטקטורת הרשתית | |||||
3 | 20-100 תאים במים | תאים מפוזרים השווים לדרגה 2 ו-1 | ||||
והיפופיון או קרום אישון | ולפחות אטימות זגוגית צפופה אחת התופסת 10%-20% משטח הזגוגית או נוכחות של תאים זגוגיים השווה לדרגה 2 ואטימות תת-עורית או נטרטינלית נדירה (≤ 2) | |||||
4 | כל מספר של תאים מימיים | אטימות זגוגית צפופה התופסת > 20% משטח הזגוגית. | ||||
וכן היפופיון גדול וממברנה אישונים או אובדן מבנה קדמי עקב דלקת חמורה | או תאים זגוגיים מפוזרים עם אטימות תת-רשתית או תוך-רשתית גדולה |
טבלה 2: קריטריונים לציון PMU OCT: תמונות OCT מקבלות ניקוד בהתאם לקריטריונים המפורטים בטבלה. ציוני AC ו- PC מתווספים כדי לקבל את הציון הסופי של העין. במקרים שבהם לא נרכשה ראייה ברורה של העין, הוקצה ציון של NA לתמונות, ואלה לא נכללו במחקר.
תיאור הציון בהיסטולוגיה | |||
תכונה | 0 | 1 | 2 |
חלבון תא קדמי (AC) | חלקיקים תאיים זעירים מכתימים באוזין ב-AC | מכתים אאוזין חוץ-תאיים מתונים, אך לא מתמזגים, בכל מקום ב-AC | מפגש או קרוב למפגש אאוזין חוץ-תאי מכתים ברחבי זרם החילופין |
תא תא קדמי (AC) | ללא תאים | 1-100 תאים, אך ללא צבירות צפופות של תאים | >100 תאים, או צבירות צפופות של תאים |
דלקת בגוף הציליארי | ללא חדירת לויקוציטים לגוף הציליארי או לזגוגית הסובבת אותו | נוכחות חד-צדדית של לויקוציטים החודרים לגוף הסילארי ו/או לזגוגית הסובבת אותו. | נוכחות דו-צדדית של לויקוציטים החודרים לגוף הסילארי ו/או לזגוגית הסובבת אותו. |
דלקת כלי דם ברשתית | אין כלי רשתית עם לויקוציטים פריווסקולריים | כלי אחד לכל קטע עם לויקוציטים פריווסקולריים | >1 כלי לכל סעיף עם לויקוציטים perivascular |
קיפול רשתית או נזק | ללא נזק לרשתית | 1-3 קיפולי רשתית לכל מקטע | >3 קפלי רשתית לכל מקטע, או כל הרס אחר של שכבת הרשתית או דימום תוך-רשתית |
טבלה 3: קריטריונים לציון היסטולוגיה של PMU: מקטעי H&E של העין קיבלו ניקוד על סמך הקריטריונים המפורטים בטבלה. שלושה חלקים מאותה עין קיבלו ניקוד וממוצע כדי לקבל את הציון ההיסטולוגי הסופי של העין.
מודלים חייתיים של אובאיטיס סייעו בהבנת המנגנונים של דלקת עיניים והומאוסטזיס, כמו גם אפשרו הערכה פרה-קלינית של טיפולים רפואיים וכירורגיים לחולים עם אובאיטיס37. הן גרסאות ארנב והן חולדה של מודל PMU הוכיחו את ערכן בטיפול פרה-קליני באמצעות מחקרי הוכחת היתכנות38,39,40. בשל הזמינות של מגוון רחב של זנים מהונדסים בעכברים, הקמת מערכת מודל PMU של העכבר מאפשרת כעת מחקרים מכניסטיים מפורטים יותר כדי לזהות סוגי תאים, מסלולים וגנים ספציפיים התורמים לפתולוגיה של מחלה זו.
מודלים חייתיים של אובאיטיס יכולים להדגים שונות בין בעלי חיים לבעלי חיים בשכיחות ובעוצמה של דלקת41. בזן העכבר C57BL/6, PMU נוצר באופן אמין באמצעות הפרוטוקול המתואר כאן. דווח על שינויים ספציפיים לזן במסלול ובעוצמה של אובאיטיס הן עבור EAU והן עבור EIU42,43. בעוד שהשפעות ספציפיות לזן על חומרתו ומסלולו של PMU לא נמדדו בניסוי, מודל זה שימש ב-C57BL/6J מסוג פרא, כמו גם בעכברים לבקנים (B6(Cg)-Tyrc-2J/J) והפיק תגובות דלקתיות דומות. ביצירת מודל PMU, שליטה בשיקולים המפורטים להלן יכולה לסייע לחוקרים חדשים להגביל את השונות ולייצר את האובאיטיס העקבית והניתנת לשחזור ביותר.
הקפידו על עקביות בזריקות התת עוריות:
כדי לספק הזרקה תת עורית עקבית, ודא שכל בועות האוויר מוסרות מהתחליב. השיקולים כוללים צנטריפוגה קצרה (30 שניות ב-400 x גרם) של התחליב המוכן מראש לפני טעינת המזרק. פעולה זו תסיר אוויר כלוא בתחליב. כמו כן, בעת טעינת המזרק, הפוך מעת לעת (טיפ-אפ) והקש על המזרק כדי להסיר בועות אוויר. בזמן ההזרקה, אין למקם את המזרק עמוק מדי על מנת למנוע הזרקה תוך שרירית. לעומת זאת, זריקה רדודה (לא טריידלית) עלולה לגרום לשחיקה של התחליב דרך העור. זכרו להשהות לזמן קצר לפני הסרת המזרק ממקום ההזרקה כדי להבטיח הזרקה מלאה של התחליב הצמיג הסמיך ולמנוע ריפלוקס מהעור.
שבעה ימים לאחר הצבת הזריקה תת עורית, לאשר את נוכחותם של גושים מוחשיים משני צדי הרגליים האחוריות. אם לא ניתן לזהות גושים, ייתכן כי האוויר הוזרק ולא תחליב. במקרה זה, דלקת חריפה עשויה להיות פחות חזקה, ודלקת כרונית עשויה שלא להתפתח.
מניעת התפתחות של אנדופתלמיטיס זיהומיות:
אנדופתלמיטיס חיידקית או פטרייתית תיצור משתנה מבלבל אם לא תימנע44. על מנת למנוע אנדופתלמיטיס חיידקית, תמיד לתרגל טכניקה אספטית טובה בעת ביצוע ההשעיה intravitreal, טיפול, וניקוי כל הכלים לשימוש חוזר כי יבוא במגע עם העין. חשוב להשתמש בפריטים סטריליים לשימוש חד-פעמי, לטאטא או לנקות עם 95% אלכוהול לשטוף או למגבון. שימוש נכון בבטאדין המיושם על משטח העין, העפעפיים והפרווה הפרעינית יעזור גם הוא למנוע אנדופתלמיטיס45. זה פשוט לזהות עין עם זיהום כמו מבנים עיניים ייעלמו על ידי דלקת קיצונית במהלך המסלול שלאחר ההזרקה. זה לא אופייני ל-PMU. נוכחות של דימום תוך עיני יכול גם להציע אנדופתלמיטיס או טראומה מן הזריקה. במקרים כאלה, להוציא את בעלי החיים האלה מהמחקר.
ודא עקביות בהזרקה intravitreal:
ההזרקה התוך-גופית היא שלב קריטי בהשראת דלקת אמינה וניתנת לשחזור ב-PMU. מתן כמות עקבית של תרחיף Mtb עם כל זריקה, הימנעות מטראומה ומניעת ריפלוקס של המתלה הם כולם גורמים שיש לקחת בחשבון בעת ביצוע הזריקות. כדי להבטיח השעיה עקבית, מערבבים את מתלה המלאי ביסודיות עם הפשרה ולפני העמסתו במזרק. מכיוון שתמצית Mtb זו המשמשת אינה מהווה פתרון, ההשעיה יכולה לעבור שקיעה לאורך זמן. כדי להבטיח ריכוז אחיד של תמצית ה-Mtb בכל הזרקה, השתמש או גרש וטען מחדש את המזרק תוך 15 דקות מההעמסה. פנילפרין משמש להתרחבות כדי לספק שדה ראייה גדול יותר לעין האחורית ולהפחית את הסיכון לטראומה לעין במהלך ההזרקה. ירידה זו יוצרת נסיגת עפעפיים טבעית ופרופטוזה קלה של כדור הארץ, ומאפשרת הדמיה טובה של שטח 1-2 מ"מ אחורי ללימבוס ללא צורך לתפוס את העין עם מלקחיים. שימוש במלקחיים לריסון העין עלול לגרום לטראומה פוטנציאלית ולהגביר באופן זמני את הלחץ התוך עיני ואת הסיכון לרפלוקס של מתלה ה-Mtb. טראומה יכולה להיגרם גם על ידי ניסיון להזריק יותר מדי נפח לתוך העין. נפח ההזרקה מוגבל ל-2 μL כדי למנוע עלייה משמעותית וממושכת של לחץ תוך עיני וטראומה לעין. בנוסף, לבעלי חיים צעירים יותר יהיו עיניים קטנות יותר מעכברים בוגרים. בדרך כלל עכברים של 6-8 שבועות (20-25 גרם) מספקים גודל עיניים אחיד ומבטיחים עקביות רבה יותר בדלקת לאחר הזרקת Mtb. תדירות גבוהה יותר של רפלוקס לאחר ההזרקה של ההשעיה המיקובקטריאלית נצפתה בעכברים קטנים יותר. זה, בתורו, מוביל דלקת חריפה פחות מהצפוי. תמיסת פלואורסצין מדוללת משמשת כדי לספק למזרק המתחיל משוב חזותי על הצלחת טכניקת ההזרקה שלהם. התרחבות בזמן ההזרקה תאפשר הדמיה ישירה של החומר המוזרק בחלל הזגוגית והזדמנות לציין כל עדות לטראומה בעדשה. במקרה של טראומה בעדשה, זה יכול לגרום לשינוי בבהירות העדשה שיגרום לקטרקט אשר ניתן לדמיין על OCT. במקרה של טראומה עינית, העיניים צריכות להיות מחוץ למחקר בשל האפשרות של אובאיטיס המושרה על ידי עדשה46. מומלץ להשהות למשך 10 שניות לפני הסרת המזרק מהעין כדי לאפשר פיזור של מתלה ה-Mtb בתוך העין ולהפחית את הרפלוקס.
ניתן לשנות את מודל PMU כדי לשנות את עוצמת הדלקת החריפה על ידי שינוי ריכוז ה- Mtb בזריקה התוך-גופית. מינונים שונים הנעים בין 2.5 מיקרוגרם/מיקרון ל-15 מיקרוגרם/מיקרול נבדקו בעבר במעבדה שלנו. עם זאת, מינונים גבוהים מ-10 מיקרוגרם/μL נמצאו כגורמים נזק חמור לעיניים, כולל קרע ספונטני בעדשה, בצקת וצלקות קשות בקרנית, ומקף. דרגה זו של חומרה אינה אופיינית בחולים אנושיים עם אובאיטיס לאחר זיהומיות, ולכן, ריכוזים אלה אינם מומלצים. נמצא כי מינון של 5 מיקרוגרם/μL מייצר באופן אמין דלקת חריפה קלה עד בינונית ואובאיטיס כרונית קלה; המינון של 10 מיקרוגרם/μL מייצר מחלה חריפה בינונית עד חמורה באופן אמין ומחלה כרונית בולטת יותר. לפיכך, שינוי הריכוז התוך-ורידי יכול לספק חומרת מחלה חלופית לשימוש לפי הצורך בהתבסס על שאלת הניסוי. יש לבחור בקרות כדי להבטיח שהתוצאות נובעות מהתגובה ל- mTB ולא מטראומה הקשורה לזריקות תת עוריות או תוך-ורידיות. בפקדי הזרקת הבושה, ניתן להשתמש ב- PBS במקום תמצית ה- mTB. לצורך השוואה לבעלי חיים שלא נחשפו, יש להתייחס לדגימות נאיביות אמיתיות שכן עיניים אחרות אינן תמיד שקולות.
בשל גודלה הקטן של עין העכבר, OCT יכול להיות בדיקה רגישה יותר לזיהוי דלקת בתא הקדמי מאשר הדמיה ישירה או צילום שדה בהיר מיקרוסקופי. עבודה קודמת עם PMU בחולדות25 קבעה כי ניתן לזהות יותר תאים על ידי היסטולוגיה מאשר על ידי OCT, אך יש מתאם טוב בין שני האופנים. ל-OCT יש יתרון נוסף בכך שניתן להשתמש בו כדי לנטר את הדלקת לאורך אותה חיה. מודלים עכבריים גדולים אחרים של אובאיטיס, כגון EAU ו- EIU, השתמשו גם הם ב- OCT לניתוח כמותי 12,47,48. במודל PMU של עכברים, תאי החדר הקדמיים נראים רק ב- OCT ולא ניתן לראותם בבדיקות קליניות אלא אם כן קיים היפופיון גדול. דלקת זגוגית (vitrititis) ניתן לראות עם הדמיית פונדוס צבע, אבל זיהוי שינוי כמותי אפשרי רק עם הדמיה OCT. היבטים אחרים של המודל, כגון דלקת בכלי הדם ברשתית ופגיעה ברשתית, ניתנים לזיהוי בקלות באמצעות OCT וצילום מיקרוסקופי של פונדוס ברייטפילד.
בעת שימוש ב- OCT, חשוב לשקול כיצד הדמיה מקומית יכולה להיות מושפעת מהבדלים אזוריים במידת הדלקת. דיווחים קודמים זיהו התפלגות לא אחידה של תאים בחדר הקדמי של בני אדם, כאשר יותר תאים ממוקמים נחותים49. בעכברים, נטייה דומה נפוצה. לפיכך, סריקות אנכיות או רדיאליות דרך זרם החילופין יסייעו להבטיח תמונות הלוכדות את טווח הדלקת. בנוסף, ביצוע הדמיה באותו מקום יספק גם עקביות לתמונות שנאספו באותה עין לאורך זמן. כדי לקבל תמונות באותו חלק של העין, השתמש בציוני דרך יציבים ובגישה שיטתית. עבור תמונות תא קדמיות, התמונה ממורכזת מיד בסמוך לפסגת הקרנית ומכוונת אנכית, כך שניתן לזהות נוכחות של היפופיון בזווית הנחותה. עבור תמונות מקטע אחורי, התמונה מרוכזת בעצב הראייה. מומלץ לשקול שימוש בלפחות 3 סריקות קו לצורך ניקוד כדי להבטיח לכידת שונות אזורית. במקרים שבהם הדלקת מוגבלת למיקומים היקפיים, רכישת סריקות נפח יכולה להיות מועילה. אוסף סריקות אמצעי האחסון יכול גם לסייע בלכידת וריאציות אזוריות, אך יגדיל את דרישות אחסון הנתונים.
בדיקות in vivo אחרות שניתן להשתמש בהן כדי לאפיין דלקת במודל עכבר PMU כוללות הדמיה ביולומינסנציה13,35. ניתן לבצע בדיקות פוסט-מורטם כמו ניתוח ציטומטרי של זרימה מרובת פרמטרים כדי לזהות ולכמת אוכלוסיות מסוג תאי חיסון מסתננים בחדר מימי ואחורי של העין12,26. במודל PMU, דלקת חריפה מאופיינת בתגובה מולדת עם חדירת נויטרופילים דומיננטית, ואחריה תגובה כרונית ומתמשכת של תאי T דומיננטיים שנמשכים למעלה מחודש35. בדיקות אחרות של תפקוד מערכת החיסון שניתן לבצע על רקמות שלאחר המוות כוללות ניתוח ציטוקינים של נוזל העין. בנוסף, ניתן להשתמש במבחנים אחרים במורד הזרם, כגון ריצוף mRNA והדמיית אימונופלואורסצנציה כדי להעריך דפוסי ביטוי של גנים וחלבונים של אוכלוסיות תאי מערכת החיסון ברשתיתב-50,51 אובאיטיס.
ניתן לשכפל את מודל PMU במערכות מכרסמים אחרות באמצעות התאמות המתאימות למינים השונים. מודל PMU שימש בעבר חולדות וארנבות38,39,40. בחולדות, דלקת פנובאיטיס חריפה מתפתחת לאחר הזרקה תוך-גופית שפותרת באופן ספונטני במשך 14 יום מבלי לפתח סימנים של דלקת כרונית על ידי היסטולוגיה24. בארנבים, אינדוקציה של אובאיטיס משתמשת בשני סבבים של הזרקה תת עורית לפני הזרקה תוך-גופית, אך גם יוצרת פנובאיטיס חזקה. אחד היתרונות של שימוש במודל העכבר הוא הזמינות המוכנה של זנים מהונדסים ונוקאאוט רבים שיכולים לעזור להבין את המנגנון הבסיסי של אובאיטיס52. כל דגמי המכרסמים יכולים לשמש לבדיקות טיפול פרה-קליניות אם הסוכן מנוהל באופן מערכתי או כטיפה מקומית. עם זאת, בשל גודלם הגדול יותר, עיני חולדה וארנב הם מודלים טובים יותר לשימוש במחקרים פרה-קליניים של אפשרויות טיפול מושתלות או מקומיות בהזרקה עבור אובאיטיס.
לסיכום, פרוטוקול זה מספק לחוקרים המעוניינים לחקור את המנגנונים של דלקת עיניים כרונית כלי חדש שאינו תלוי בחיסון קודם עם אנטיגנים עיניים.
למחברים אין קונפליקטים כספיים לחשוף.
עבודה זו נתמכת על ידי מימון מהמכונים הלאומיים לבריאות, בת'סדה, מרילנד, ארצות הברית (KP) K08EY0123998, (KP) R01EY030431, (KP) R21 EY02939, מענק ליבת מחקר ראייה של UW (NEI P30EY01730), מתנות מקרן המחקר מארק דיילי, MD וקרן המחקר של כריסטופר ואלידה לת'ם, מענק מחלקתי בלתי מוגבל ממחקר למניעת עיוורון, ופרס פיתוח קריירה ממחקר למניעת עיוורון (KP). העבודה שנערכה בבריסטול נתמכה על ידי מימון נוסף של Sight Research UK וקרן אנדרווד.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
AK-FLUOR | Akorn Pharmaceuticals, IL, USA | 10% Fluorescein sodium 100 mg/mL in 5 mL vial | |
AnaSed | Akorn Animal Health, IL, USA | NDC 59399-110-20 | Xylazine 20 mg/mL |
Betadine 5% Sterile Ophthalmic Prep Solution | Alcon, TX, USA | 8007-1 | |
B-D Precision Glide Needles -25 G | Becton, Dickinson and Company, NJ, USA | 305122 | |
B-D Precision Glide needle -30-G | Becton, Dickinson and Company, NJ, USA | 305106 | |
Bond MAX, Bond Rx | Leica Biosystems, IL,USA | Automated IHC staining system | |
Chloramphenicol ointment | Martindale Pharma, Romford, UK | 1% w/w Chloramphenicol | |
EG1150H | Leica Biosystems, IL,USA | Tissue Embedding | |
Envisu R2300 | Bioptigen/Leica | OCT Machine | |
Freund's Incomplete Adjuvant | BD Difco, NJ, USA | 263910 | |
GenTeal lubricant eye ointment | Alcon, TX, USA | --- | |
GenTeal lubricant eye gel | Alcon, TX, USA | --- | |
H37Ra lyophilized Mycobacteria extract | BD Difco, NJ, USA | 231141 | |
Hamilton RN Needle (33/12/2)S | Hamilton, Reno, NV | 7803-05(33/12/2) | 33 G |
Hamilton syringe | Hamilton, Reno, NV | CAL7633-01 | 5 µL |
Insulin needle | Exel International, USA | 26029 | 1 mL |
Isoflurane | |||
Ketaset | Zoetis, USA | 377341 | Ketamine HCL 100 mg/mL |
Microinjection Syringe Pump and Micro4Controller | World Precision Instruments, FL, USA | UMP3 | |
Micron IV | Phoenix Research Laboratories, Pleasanton, CA | Alternative Imaging/OCT Machine | |
Nanofil 10 µL syringe | World Precision Instruments, FL, USA | NANOFIL | |
Nanofil Intraocular Injection Kit | World Precision Instruments, FL, USA | IO-KIT | |
Olympus SZX10 | Olympus | Dissection scope | |
PBS | Gibco | 14190 | |
Phenylephrine Hydrochloride Ophthalmic Solution USP 2.5% Sterile 15 mL | Akorn Pharmaceuticals, IL, USA | 17478020115 | |
RM2255 | Leica Biosystems, IL,USA | Tissue Sectioning | |
TB Syringe | Becton, Dickinson and Company, NJ, USA | 309602 | 1 mL |
Tetracaine 0.5% | Alcon, TX, USA | 1041544 | |
Tissue Tek VIP series | Sakura Finetek USA, Inc.,CA. | Histology Tissue Processing | |
Tropicamide 1% | Chauvin Pharmaceuticals, Romford, UK | Minims | |
Tylenol | Johnson & Johnson Consumer Inc, PA, USA | NDC 50580-614-01 | Acetaminophen |
Viscotears | Novartis Pharmaceuticals, Camberley, UK | Carbomer eye gel 0.2% w/w |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved