Name: subretinal transplantation of human embryonic stem cell derived-retinal pigment epithelial cells into a large-eyed model of geographic atrophy
Uploaded: 2018-01-22T14:30:00.000+00:00
Duration: 11 min 3 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Subretinal Transplantation of Human Embryonic Stem Cell Derived-retinal Pigment Epithelial Cells into a Large-eyed Model of Geographic Atrophy at JoVE.com

이 연구는 시각 장애, 안과 연구, 스웨덴 눈 재단, 임금 Gustav V 재단, ARMEC는 에드윈 요르단 재단 재단법인 크라운 공주 Margareta 카롤 린스 카 연구소에서 교부 금에 의해 지원 되었다 Lindeberg 재단, 그리고 Cronqvist 재단입니다.

다음 프로토콜 카롤 린스 카 Instituet의 동물 보호 지침을 따릅니다. 뉴질랜드 백 변종 토끼 (자료 테이블)를 사용 하 여 모든 동물 실험 지역 동물 윤리 위원회 (Stockholms Norra Djurförsöksetiska Nämnd)에 의해 승인 되었습니다 (허용: dnr 56/15). HESC (dnr 2011/745-31/3)의 사용 및 전송 hESC RPE (dnr 2013/813-31/2)의 조작 또한 스웨덴 입법 및 카롤 린스 카 Institutet 규정 이며 지역 인간의 윤리 위원회 (에 의해 승인 되었습니다. Regionala Etikprövningsnämnden 나 스톡홀름).
1. subretinal 주입 나트륨 요오드 산 염 (NaIO3) 눈 큰 동물 모델
<ol><li>동물 마 취 제 35 mg/kg의 혼합물으로 허벅지에 근육 관리와 30 G 주사기를 사용 하 여 식 염 수에 5 mg/kg xylazine anesthetize 그리고 0.75 %cyclopentolate 및 2.5 %phenylephrine 혼합 사용 안 하는 국 소 약으로 학생 같은데요. 적절 한 anesthetization 확인 동물 그것의 뒤 다리의 하드 핀치에 반응 하지 않는 경우.</li>
	<li>외과 의사 (그림 1A)를 직면 하 고 머리와 수술 현미경 토끼를 놓습니다. 뚜껑 견인을 사용 하 여 오염 위험을 최소화 하기 위해 살 균 헝겊으로 눈 꺼 풀과 nictitans 멤브레인을 제거. 사용 소금 솔루션 (BSS) 양쪽 눈에 마 취에서 건조를 방지 하기 위해 균형.</li>
	<li>
미세, 2 포트 사용 (또는 옵션 3-포트)에 대 한 25 G transvitreal는 플 기술 microsurgical 악기 (그림 1B)의 삽입에 대 한 비 밸브 trocars와 함께 갈 거 예요. 다기능 vitrectomy 기계는 주입 정, endoillumination, vitrector, 및 endolaser를 연결 하는 포트. Subretinal 주사만 endoillumination은 필수, 2-포트 설정을 충분 하 게 하. 상단 왼쪽된 trocar를 통해는 endoillumation를 삽입 하 고 위 오른쪽 trocar subretinal 주입 정에 대 한 사용.
	<ol>
<li>3-포트 설정에 대 한 BSS 주입 정에 대 한 낮은 임시 trocar를 사용 합니다. 경우 (예: vitrector) 옵션 악기는 상단 오른쪽 trocar를 통해 그들을 삽입, 사용.</li>
		<li>Limbus를 잡아 삽입 사이트 overlying 결 치환 발톱된 집게를 사용 하 여에서 위 2 trocars 1-2 m m를 삽입 합니다.</li>
		<li>trocars는 30-45 ° 각도로 limbus 병렬, 삽입 된 transsclerally는 그리고는 trocar 끝의 중간 다는 것을 확인 하십시오. 다음 trocar 90 °를 돌아서 눈의 후부 극에 눈으로 미리. 이 절차는 sclerotomies에서 수술 후 누설을 방지 하 고 또한 endophthalmitis (즉, 눈에 세균 감염)의 위험을 감소. Trocar 위치 또한 그림 2B 참조.</li>
		<li>눈과 콘택트 렌즈 (그림 1A) 사이의 연락처 젤으로 합성 눈물으로 망막을 시각화 하기 위해 각 막에 단일 사용 평면 콘택트 렌즈를 넣어.</li>
		<li>확장 튜브 (도우미 운영)에 연결 된 1 mL 주사기와 38 G polytip 정 (외과 의사에 의해 운영)으로 NaIO3 의 500 µ L를 그립니다.</li>
		<li>상단 왼쪽된 trocar 통해 endoillumination 프로브와 상단 오른쪽 trocar 통해 주입 정을 삽입 하 고 망막, 시 신경 머리 바로 아래 지역에 대 한 목표로 향해 유리 공간을 통해 정 미리.</li>
		<li>정 초점 화이트닝 표시 될 때까지 천천히 망막을 터치의 팁을 수 있습니다. 자체 사출 subretinal 납품을 허용 하는 망막에 침투 합니다. 이 출혈 될 수 있으므로 망막, 관통 정 맥을 하지 마십시오.</li>
		<li>5 s 동안 subretinally NaIO3 의 50 µ L를 주사. 기본 맥락 막과 망막 사이 자연 분열 비행기 때문에, 명확 하 게 보이는 반투명 bleb 주사 동안 점차적으로 형성 한다.</li>
		<li>주입, 동안 천천히 바늘을, 철회 하지만 팁 역류를 최소화 하기 위해 bleb 내에서 유지 됩니다.</li>
		<li>Endoillumation 및 주입 정 맥의 제거 후, 발톱된 집게를 사용 하 여 trocars를 제거 하 고 30에 대 한 가벼운 압력 끝 이나는 집게의 무뚝뚝한 끝을 사용 하 여 자체 봉인 봉합 덜 sclerotomies s.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Post-surgically 10 mL 피하 탈수를 방지 하기 위해 염 분을 제공 합니다. 수술 후 국 소 스테로이드 나 항생제를 주지 않는다. 진통제에 대 한 수술 후 하루 buprenorphine 0.3 mg/ml 피하 후 수술의 0.5 mL를 제공 합니다.</li>
	<li>사용 후, 그들 immersing 몇 초에 대 한 첫째 70% 에탄올에 둘째 45% 에탄올에 의해 모든 악기를 세척 하 고 마지막으로에 증류수. 제대로 종이 수건으로 그들을 건조.</li>
	<li>그들은 충분 한의 식을 회복 하 고 모든 단일 encaged 배치 될 때까지 동물을 참석. (예를 들어, immunohistochemistry 목적을 위해) 필요한 경우 100 mg/kg pentobarbital에의 정 맥 주입 하 여 동물을 안락사 ( 재료의 표참조).</li>
	<li>HESC RPE 세포의 이식으로 진행 7 일 기다립니다.</li>
</ol>2. subretinal 이식 치료 동물에서 hESC RPE 세포의
<ol><li>삽입 1-2 m m 낮은 임시 사분면 limbus에서 hESC RPE의 이식 하기 전에 1 주 30 g 주사 바늘을 사용 하 여 마 취 동물에 intravitreal triamcinolone의 2 mg (100 µ L)를 관리 하 고 다시 3 개월 마다 그것을 관리. 렌즈 터치를 피하기 위해 눈의 후부 극으로 팁을 가리키고 있는지 확인 합니다.</li>
	<li>앞에서 설명한1hESC RPE 단층 문화.</li>
	<li>셀 차별화 ( 재료의 표참조)의 미디어 24 잘 confluent hESC RPE 단층을 제거 하 고 각을 세척 없이 캘리포니아2 + 그리고 마그네슘2 +PBS의 500 µ L로 잘. 2 세척의 총에 대 한이 작업을 한 번 더 반복 합니다.</li>
	<li>상쾌한 삭제, 잘, 당 trypsin의 500 µ L을 추가 하 고 37 ° c.에 12 분 동안 품 어</li>
	<li>접시를 기울기와 트립 신 (셀 플레이트에 연결 된 남아 있어야 한다)를 조심 스럽게 제거. 부드러운 pipetting, 또는 심지어 필요한 경우, 단일 세포 현 탁 액을 얻기 위해 근 근이 살아가고에 의해 신선한 37 ° C prewarmed 차별화 미디어의 800 µ L에서 세포를 수집 합니다. 참고: 셀 덩어리는 관찰 하는 경우 40 µ m 셀 스 트레이너를 사용 합니다.</li>
	<li>0.2%를 사용 하 여 hemocytometer 챔버에 Count 셀 Trypan 블루, 제조업체의 지침에 따라.</li>
	<li>실 온에서 차별화 미디어와 원심 분리기 세포, 5 분 300g x 5 mL를 추가 합니다.</li>
	<li>상쾌한 무시 하 고 갓 필터 소독 PBS (25 m m 주사기 필터를 통해 전달) 1, 000 셀 / µ L의 최종 농도에 있는 펠 릿 resuspend.</li>
	<li>약 수 600 µ L aliquots와 얼음까지 하 고 수술 하는 동안에 계속 이전 세포 현 탁 액.</li>
	<li>30 G 주사기를 사용 하 여 염 분 35 mg/kg 케 타 민 및 5 mg/kg xylazine의 혼합물으로 허벅지에 근육 관리 하 여 동물을 anesthetize. 0.75 %cyclopentolate 및 2.5 %phenylephrine amix 사용 안 하는 국 소 약으로 눈동자를 같은데요. 적절 한 anesthetization 확인 동물 그것의 뒤 다리에 하드 핀치에 반응 하지 않는 경우.</li>
	<li>외과 의사를 직면 하 고 머리와 토끼를 놓습니다. 뚜껑 견인을 사용 하 여 오염 위험을 최소화 하기 위해 살 균 헝겊으로 눈 꺼 풀과 nictitans 멤브레인을 제거. BSS를 사용 하 여 양쪽 눈에 마 취에서 건조를 방지 하기 위해.</li>
	<li>
미세, 2 포트 사용 (또는 옵션 3-포트)에 대 한 25 G transvitreal는 플 기술 단계 1.3과 그림 2에 설명 된 대로 동일한 위치에 배치 하는 trocars와 함께 갈 거 예요. 이전 sclerotomies 표시 되는 경우 단지 인접 trocar 삽입을 수행 하지만 하지 이들을 통해, 수술 후 누설의 위험을 최소화 하기 위해.
	<ol>
<li>눈과 콘택트 렌즈 (그림 1A) 사이의 연락처 젤으로 합성 눈물으로 망막을 시각화 하기 위해 각 막에 단일 사용 평면 콘택트 렌즈를 넣어.</li>
		<li>적절 한 팁 (참조 단계 1.3.5 1.3.6) 위치, 후 부드럽게 혼합 hESC RPE 정지 (50000 셀)의 50 µ L를 subretinally 주사. NaIO3 청소용된 지역 특성 "금속" 엔도 조명 반사에 의해 구별의 센터에 대 한 목표. Neurosensory 망막 명확 하 게 보이는 bleb을 만들기 쉽게 구분 해야 합니다. 플러시 바늘 때문에 셀 막힘을 피하기 위해 사용 토끼/후 살 균 H2O 사이 바늘을 묶습니다. 변경 바늘 막힘 때 것으로 나타났습니다.</li>
		<li>주입, 동안 천천히 바늘을 취소 하지만 팁 역류를 최소화 하기 위해 bleb 내에서 유지 됩니다.</li>
		<li>Endoillumation 및 주입 정 맥의 제거 후, 발톱된 집게를 사용 하 여 trocars를 제거 하 고 30에 대 한 가벼운 압력 끝 이나는 집게의 무뚝뚝한 끝을 사용 하 여 자체 봉인 봉합 덜 sclerotomies s.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Post-surgically 10 mL 피하 탈수를 방지 하기 위해 염 분을 제공 합니다. 수술 후 국 소 스테로이드 나 항생제를 주지 않는다. 진통제에 대 한 수술 후 하루 buprenorphine 0.3 mg/ml 피하 후 수술의 0.5 mL를 제공 합니다.</li>
	<li>사용 후, 그들 immersing 몇 초, 첫째로 70% 에탄올에 둘째 45% 에탄올에 의해 모든 악기를 세척 하 고 마지막으로에 증류수. 제대로 종이 수건으로 그들을 건조.</li>
	<li>그들은 충분 한의 식을 회복 하 고 모든 단일 encaged 배치 될 때까지 동물을 참석. (예: immunohistochemistry 목적), 필요한 경우 100 mg/kg pentobarbital에의 정 맥 주입 하 여 동물을 안락사.</li>
</ol>3. Vivo에서 망막 및 Subretinal 이미징
<ol><li>
함께 제공 된 소프트웨어와 스펙트럼 도메인 광학 일관성 단층 촬영 (SD-10 월) 장치를 사용 하 여 (재료의 표 참조)를 제조업체의 지침에 따라 치료 동물의 횡단면 b-스캔. 이미지 흐림 방지, 매 30-60 s 국 소 염 분으로 홍 조에 의해 각 막 촉촉한을 유지 해야 합니다.
	<ol>
<li>마 취 및 눈동자 크기 동물 (단계 1.1 및 2.10 참조)를 가리지 경로에서 악기 광원 토끼 망막에 조정 산에 놓습니다.</li>
		<li>3 10 월 스캔 동시 적외선 공초점 레이저 스캐닝 레이저 ophthalmoscopy (IR-cSLO) 반사율 참조 이미지 삽입 된 영역의 상단, 중앙, 및 더 낮은 부분을 나타내는 얻을.</li>
		<li>CSLO 블루와 en 얼굴 저 이미지를 얻을, 녹색, 적외선, 그리고 다 색 레이저 반사율 (즉, 여러 개의 동시 레이저 색상), 각각.</li>
		<li>SD-10 월 장치의 블루 빛 레이저 기능을 사용 하 여 블루 라이트 autofluorescence (BAF) 이미지를 캡처하십시오.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<ol>
	<li>Plaza Reyes, A., 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=Xeno-Free+and+Defined+Human+Embryonic+Stem+Cell-Derived+Retinal+Pigment+Epithelial+Cells+Functionally+Integrate+in+a+Large-Eyed+Preclinical+Model.">Xeno-Free and Defined Human Embryonic Stem Cell-Derived Retinal Pigment Epithelial Cells Functionally Integrate in a Large-Eyed Preclinical Model.</a> Stem Cell Rep. 6 (1), 9-17 (2016).</li><li>Bartuma, 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=In+Vivo+Imaging+of+Subretinal+Bleb-Induced+Outer+Retinal+Degeneration+in+the+Rabbit.">In Vivo Imaging of Subretinal Bleb-Induced Outer Retinal Degeneration in the Rabbit.</a> Invest Ophthalmol Vis Sci. 56 (4), 2423-2430 (2015).</li><li>Petrus-Reurer, S., 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=Integration+of+Subretinal+Suspension+Transplants+of+Human+Embryonic+Stem+Cell-Derived+Retinal+Pigment+Epithelial+Cells+in+a+Large-Eyed+Model+of+Geographic+Atrophy.">Integration of Subretinal Suspension Transplants of Human Embryonic Stem Cell-Derived Retinal Pigment Epithelial Cells in a Large-Eyed Model of Geographic Atrophy.</a> Invest Ophthalmol Vis Sci. 58 (2), 1314-1322 (2017).</li><li>Carido, M., 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=Characterization+of+a+mouse+model+with+complete+RPE+loss+and+its+use+for+RPE+cell+transplantation.">Characterization of a mouse model with complete RPE loss and its use for RPE cell transplantation.</a> Invest Ophthalmol Vis Sci. 55 (8), 5431-5444 (2014).</li><li>Lund, R. D., 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=Human+embryonic+stem+cell-derived+cells+rescue+visual+function+in+dystrophic+RCS+rats.">Human embryonic stem cell-derived cells rescue visual function in dystrophic RCS rats.</a> Cloning Stem Cells. 8 (3), 189-199 (2006).</li><li>Vugler, A., 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=Elucidating+the+phenomenon+of+HESC-derived+RPE:+anatomy+of+cell+genesis,+expansion+and+retinal+transplantation.">Elucidating the phenomenon of HESC-derived RPE: anatomy of cell genesis, expansion and retinal transplantation.</a> Exp Neurol. 214 (2), 347-361 (2008).</li><li>Schwartz, S. D., 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=Embryonic+stem+cell+trials+for+macular+degeneration:+a+preliminary+report.">Embryonic stem cell trials for macular degeneration: a preliminary report.</a> Lancet. 379 (9817), 713-720 (2012).</li><li>Hughes, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+schematic+eye+for+the+rabbit.">A schematic eye for the rabbit.</a> Vision Res. 12 (1), 123-138 (1972).</li><li>Blanch, R. J., Ahmed, Z., Berry, M., Scott, R. A., Logan, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Animal+models+of+retinal+injury.">Animal models of retinal injury.</a> Invest Ophthalmol Vis Sci. 53 (6), 2913-2920 (2012).</li><li>Nork, T. M., 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=Functional+and+anatomic+consequences+of+subretinal+dosing+in+the+cynomolgus+macaque.">Functional and anatomic consequences of subretinal dosing in the cynomolgus macaque.</a> Arch Ophthalmol. 130 (1), 65-75 (2012).</li></ol>

작가의 아무도 경쟁 관심사 또는 상반 되는 관심사를 있다.

이 프로토콜에서 hESC RPE 통합에서 vivo에서 평가 대 한 조지아와 그것의 임상 사용의 눈이 큰 모델의 생성을 설명 합니다.
번역에 대 한 재생 치료의 조지아 및 관련된 질병에 대 한 클리닉7에, 그것은 개발 하 고 충실 하 게 이식 및 이미징에 대 한 임상 메서드를 캡처하는 방법을 최적화 하는 것이 중요. 매력적인이 측면에서 토끼가: 비교적 큰 눈 안 구?...

이 프로토콜 subretinal 공간에 이식된 hESC RPE의 통합의 평가 허용 하는 지리적 위축 (GA)의 큰 눈이 전 임상 모델의 생성을 설명 합니다. 여기에 설명 된 방법은 hESC1, 외부 망막 손상 및 GA 같은 표현 형의 창조에서 RPE 세포의 풍부한, 순수, 고 기능 인구 생산을 보여 주는 3 최근 출판물에 사용 된 생리 소금 솔루션 (즉, BSS와 PBS) 또는 토끼 눈2,3NaIO3 의 subretinal 주입에 의해 유도. 우리 hESC RPE의 하위 망막 정지 이식 포토 리셉터 구조 용량2광범위 한 기능 monolayers 형태로 입증 되었습니다.
몇 가지 장점이 동반 질병의 조지아 모델의 생성에 대 한 토끼 눈의 사용. 첫째, 크기 토끼 눈의 70%는 성인 인간의 눈의 볼륨은, 일상적으로 사용 하는 작은 설치류 눈 (1000 셀 / µ L 대 50, 000 셀 / µ L)4 보다 훨씬 낮은 세포 밀도 사용 하 여 임상적으로 의미 있는 이식 수 , 5. 둘째, 설치류에 수술은 일반적으로 맥락 막의, 망막 장벽을 타협 하 고 잠재적으로 염증 반응과 가능한 거부6을 통해 transscleral. 두 요소는 함께 multilayering와 이식된 세포와 방해 네이티브 망막 조직에 이식된 세포의 전반적인 가난한 통합의 응집을 발생할 수 있습니다. 그러나, 큰 눈 토끼 모델 계측 임상 설정으로 동일과 수술 기법을 수행할 수 있습니다. 셋째, 눈이 큰 모델도 고해상도 허용 vivo에서 이미징 및 이식된 세포와 시간1,2,3overlying 망막의 모니터링 합니다. 따라서, 우리는 정상 및 병에 걸리는 망막과 망막 하 공간의 연구에 관심을 가진 사람에 대 한 설치류에 매력적인 대안이 되어야 임상적으로 적절 하 고 비용 효율적인 전 임상 모델을 설명 합니다.

<table><tbody><tr><td>NutriStem hESC XF differentiation medium &amp;ndash;bFGF and &amp;ndash;TGFb</td><td>Biological Industries</td><td>06-5100-01-1A</td><td></td></tr><tr><td>TrypLE Select 1x</td><td>Gibco, ThermoFisher Scientific Corp</td><td>12563-011</td><td></td></tr><tr><td>PBS without Ca&lt;sup&gt;2+&lt;/sup&gt; and Mg&lt;sup&gt;2+&lt;/sup&gt;</td><td>Gibco, ThermoFisher Scientific Corp</td><td>14190-094</td><td></td></tr><tr><td>Cell strainer 40 &amp;mu;m Nylon</td><td>VWR</td><td>732-2757</td><td></td></tr><tr><td>Needle 30 G 0.5&amp;rsquo;&amp;rsquo;; 0.3 mm x 13 mm</td><td>BD Microlance</td><td>304827</td><td></td></tr><tr><td>Acrodisc 25 mm Syringe Filter</td><td>Acrodisc</td><td>PN4612</td><td></td></tr><tr><td>0.4% trypan blue</td><td>ThermoFisher Scientific Corp</td><td>15250061</td><td>Use at 0.2%</td></tr><tr><td>NaIO&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;</td><td>Sigma-Aldrich Corp</td><td>S4007</td><td></td></tr><tr><td>BSS</td><td>Alcon Nordic A/S</td><td>65079550</td><td></td></tr><tr><td>70% Ethanol</td><td>Solveco AB</td><td>1047</td><td></td></tr><tr><td>Ketaminol, 100 mg/mL</td><td>Intervet, Boxmeer</td><td>511519</td><td>Use 35 mg/kg ketamine</td></tr><tr><td>Rompun vet, 20 mg/mL</td><td>Bayer Animal Health</td><td>22545</td><td>Use 5 mg/kg xylazine</td></tr><tr><td>Triescence, 40 mg/mL</td><td>Alcon Nordic A/S</td><td>412915</td><td>2 mg intraviterial</td></tr><tr><td>Cyklopentolat-phenylephrine, 0.75% + 2.5%</td><td>APL</td><td>321968</td><td>Use 1 drop in each eye</td></tr><tr><td>Viscotears</td><td>Laboratoires Th&amp;eacute;a</td><td>597562</td><td></td></tr><tr><td>Topical saline</td><td>Apotea AB</td><td>7053249369080</td><td></td></tr><tr><td>Allfatal vet. 100 mg/mL</td><td>Omnidea</td><td>77168</td><td>Use 100 mg/mL pentobarbital</td></tr><tr><td>Extension tube (Hammer)</td><td>MedOne Surgical Inc</td><td>3223</td><td></td></tr><tr><td>25 G/38 G polytip subretinal cannula</td><td>MedOne Surgical Inc</td><td>3219</td><td>25 G/38 G</td></tr><tr><td>Single Use Flat Lens</td><td>Volk</td><td>#VWFD10</td><td></td></tr><tr><td>Barraquer Colibri lid retractor</td><td>AgnTho&#039;s AB</td><td>42-020-030</td><td></td></tr><tr><td>Non-valved trocars</td><td>Alcon Nordic A/S</td><td>8065751448</td><td></td></tr><tr><td>Clawed forceps</td><td>Bausch &amp;amp; Lomb Nordic AB</td><td>ET1811</td><td></td></tr><tr><td>Alcon Accurus 400VS Vitrectomy machine</td><td>Alcon Nordic A/S</td><td>8065740238</td><td></td></tr><tr><td>Accurus 25+ Gauge Vitrectomy TotalL Plus Pak</td><td>Alcon Nordic A/S</td><td>8065751493</td><td></td></tr><tr><td>SD-OCT device</td><td>Heidelberg Engineering</td><td>Spectralis HRA+OCT</td><td>Use Heidelberg Eye Explorer version 1.9.10.0</td></tr><tr><td>24 well plates</td><td>Sarstedt</td><td>83.3922</td><td></td></tr><tr><td>Neubauer hemocytometer</td><td>VWR</td><td>631-0925</td><td></td></tr><tr><td>New Zealand albino rabbits</td><td>Lidk&amp;ouml;pings Rabbit Farm, Sweden</td><td></td><td></td></tr><tr><td>hESC-RPE cells</td><td></td><td></td><td>See reference number &lt;sup class=&quot;xref&quot;&gt;1&lt;/sup&gt;</td></tr><tr><td>Buprenodale Vet, 0.3 mg/ml</td><td>Dechra</td><td>660500</td><td>Use 0.5 mL buprenorphine subcutaneously</td></tr></tbody></table>

subretinal transplantation of human embryonic stem cell derived-retinal pigment epithelial cells into a large-eyed model of geographic atrophy

지리적 위축 (GA), 건조 연령 관련 황 반 변성의 늦은 단계는 망막 안료 상피 (RPE) 계층, 중요 한 망막 구조 (예를 들면, 대뇌)의 후속 퇴보로 연결의 손실에 의해 특징은 발생 심한 시력 장애입니다. 마찬가지로, RPE 손실 및 시력 감소는에서 보인다 장기 따라 최대 intravitreal 항 혈관 내 피 성장 인자 (VEGF) 치료를 받고 고급 젖은 연령 관련 황 반 변성 (AMD)과 환자의. 따라서, 한편으로, 그것은 근본적인 RPE 세포 대체 요법으로 사용할 수 있는 무제한 소스에서 효율적으로 파생. 다른 한편으로, 동작 및 질병 반하는의 모델에서 파생 된 셀의 통합 수술을 평가 하는 것이 중요 하다 고 이미징 방법으로 인 간에 적용 된 수로 닫습니다. 여기, 우리 제공 조지아의 전 임상 모델의 생성을 설명 하는 우리의 이전 간행물에 따라 상세한 프로토콜 흰둥이 토끼 눈을 사용 하 여 인간 배아 줄기 세포의 평가 파생 된 망막 색소 상피 세포 (hESC-RPE) 대에 임상 관련 설정입니다. 차별화 된 hESC RPE는 순진한 눈 또는 NaIO3눈에 이식-25 G transvitreal 동위 플 기술을 사용 하 여가 같은 망막 변성을 유도. 퇴 화와 이식 분야의 평가 복합 고해상도 비-침략 적 실시간 이미징에 의해 수행 됩니다.

BAF, IR-cSLO, 및 정상적인 흰둥이 토끼 망막의 SD-10 월의 대표 vivo에서 이미지 그림 2에 표시 됩니다. 빛의 반사 SD 10 월 악기에 의해 점령의 그들의 독특한 레벨 다른 망막 층 note
그림 1A , 그림 1B하위 망막 blebs 만들려면 설치 설명 된다: 쓰는 렌즈를 피하기 ...

Watch this Scientific Journal Video about Subretinal Transplantation of Human Embryonic Stem Cell Derived-retinal Pigment Epithelial Cells into a Large-eyed Model of Geographic Atrophy at JoVE.com

Subretinal Transplantation of Human Embryonic Stem Cell Derived-retinal Pigment Epithelial Cells into a Large-eyed Model of Geographic Atrophy

지리적 위축의 눈이 큰 모델에 인간 배아 줄기 세포 유래 망막 색소 상피 세포의 subretinal 이식

망막 색소 상피 세포 건조 연령 관련 황 반 변성의 고급 형태에 대 한 세포 보충 치료 될 수 있습니다. 이 프로토콜 지리적 위축의 눈이 큰 모델 및 질병의이 모델에 인간 배아 줄기 세포 유래 망막 색소 상피 세포의 subretinal 이식의 생성을 설명합니다.

Geographic atrophy (GA), the late stage of dry age-related macular degeneration is characterized by loss of the retinal pigment epithelial (RPE) layer, ...

subretinal-transplantation-human-embryonic-stem-cell-derived-retinal

Research

JoVE Journal

Biology

9.9K 조회수.  Karolinska Institutet. 망막 색소 상피 세포 건조 연령 관련 황 반 변성의 고급 형태에 대 한 세포 보충 치료 될 수 있습니다. 이 프로토콜 지리적 위축의 눈이 큰 모델 및 질병의이 모델에 인간 배아 줄기 세포 유래 망막 색소 상피 세포의 subretinal 이식의 생성을 설명합니다.

비디오: Subretinal Transplantation of Human Embryonic Stem Cell Derived-retinal Pigment Epithelial Cells into a Large-eyed Model of Geographic Atrophy

Efficient Derivation of Retinal Pigment Epithelium Cells from Stem Cells

No cure has been discovered for age-related macular degeneration (AMD), the leading cause of vision loss in people over the age of 55. AMD is complex multifactorial disease with an unknown etiology, although it is largely thought to occur due to death or dysfunction of the retinal pigment epithelium (RPE), a monolayer of cells that underlies the retina and provides critical support for photoreceptors. RPE cell replacement strategies may hold great promise for providing therapeutic relief for a large subset of AMD patients, and RPE cells that strongly resemble primary human cells (hRPE) have been generated in multiple independent labs, including our own. In addition, the uses for iPS-RPE are not limited to cell-based therapies, but also have been used to model RPE diseases. These types of studies may not only elucidate the molecular bases of the diseases, but also serve as invaluable tools for developing and testing novel drugs. We present here an optimized protocol for directed differentiation of RPE from stem cells. Adding nicotinamide and either Activin A or IDE-1, a small molecule that mimics its effects, at specific time points, greatly enhances the yield of RPE cells. Using this technique we can derive large numbers of low passage RPE in as early as three months.

Stem cell-derived retinal pigment epithelium (RPE) cells may be used for multiple applications including cell-based therapies for retinal degeneration, disease modeling, and drug studies. Here we present a simple protocol for reproducibly deriving RPE from stem cells.

줄기 세포에서 망막 색소 상피 세포의 효율적인 유도

No cure has been discovered for age-related macular degeneration  (AMD), the leading cause of vision loss in people over the age of 55. AMD is complex ...

연구

발생학

Subretinal Transplantation of MACS Purified Photoreceptor Precursor Cells into the Adult Mouse Retina

Vision impairment and blindness due to the loss of the light-sensing cells of the retina, i.e. photoreceptors, represents the main reason for disability in industrialized countries. Replacement of degenerated photoreceptors by cell transplantation represents a possible treatment option in future clinical applications. Indeed, recent preclinical studies demonstrated that immature photoreceptors, isolated from the neonatal mouse retina at postnatal day 4, have the potential to integrate into the adult mouse retina following subretinal transplantation. Donor cells generated a mature photoreceptor morphology including inner and outer segments, a round cell body located at the outer nuclear layer, and synaptic terminals in close proximity to endogenous bipolar cells. Indeed, recent reports demonstrated that donor photoreceptors functionally integrate into the neural circuitry of host mice. For a future clinical application of such cell replacement approach, purified suspensions of the cells of choice have to be generated and placed at the correct position for proper integration into the eye. For the enrichment of photoreceptor precursors, sorting should be based on specific cell surface antigens to avoid genetic reporter modification of donor cells. Here we show magnetic-associated cell sorting (MACS) - enrichment of transplantable rod photoreceptor precursors isolated from the neonatal retina of photoreceptor-specific reporter mice based on the cell surface marker CD73. Incubation with anti-CD73 antibodies followed by micro-bead conjugated secondary antibodies allowed the enrichment of rod photoreceptor precursors by MACS to approximately 90%. In comparison to flow cytometry, MACS has the advantage that it can be easier applied to GMP standards and that high amounts of cells can be sorted in relative short time periods. Injection of enriched cell suspensions into the subretinal space of adult wild-type mice resulted in a 3-fold higher integration rate compared to unsorted cell suspensions.

Cell transplantation represents a strategy for the treatment of retinal degeneration characterized by photoreceptor loss. Here we describe a method for enrichment of transplantable photoreceptors and their subretinal grafting into adult mice.

성인 마우스 망막으로 MACS 정제 광수용체 전구체 세포의 감하 이식

Vision impairment and blindness due to the loss of the light-sensing cells of the retina, i.e. photoreceptors, represents the main reason for disability ...

의학

Engineering Transplantation-suitable Retinal Pigment Epithelium Tissue Derived from Human Embryonic Stem Cells

Several pathological conditions of the eye affect the functionality and/or the survival of the retinal pigment epithelium (RPE). These include some forms of retinitis pigmentosa (RP) and age-related macular degeneration (AMD). Cell therapy is one of the most promising therapeutic strategies proposed to cure these diseases, with already encouraging preliminary results in humans. However, the method of preparation of the graft has a significant impact on its functional outcomes in vivo. Indeed, RPE cells grafted as a cell suspension are less functional than the same cells transplanted as a retinal tissue. Herein, we describe a simple and reproducible method to engineer RPE tissue and its preparation for an in vivo implantation. RPE cells derived from human pluripotent stem cells are seeded on a biological support, the human amniotic membrane (hAM). Compared to artificial scaffolds, this support has the advantage of having a basement membrane that is close to the Bruch&#39;s membrane where endogenous RPE cells are attached. However, its manipulation is not easy, and we developed several strategies for its proper culturing and preparation for grafting in vivo.

We describe a method to engineer a retinal tissue composed of retinal pigment epithelial cells derived from human pluripotent stem cells cultured on top of human amniotic membranes and its preparation for grafting in animal models.

인간 배아 줄기 세포에서 파생 된 이식 적합 한 망막 색소 상피 조직 공학

Several pathological conditions of the eye affect the functionality and/or the survival of the retinal pigment epithelium (RPE). These include some forms ...

Performing Subretinal Injections in Rodents to Deliver Retinal Pigment Epithelium Cells in Suspension

The conversion of light into electrical impulses occurs in the outer retina and is accomplished largely by rod and cone photoreceptors and retinal pigment epithelium (RPE) cells. RPE provide critical support for photoreceptors and death or dysfunction of RPE cells is characteristic of age-related macular degeneration (AMD), the leading cause of permanent vision loss in people age 55 and older. While no cure for AMD has been identified, implantation of healthy RPE in diseased eyes may prove to be an effective treatment, and large numbers of RPE cells can be readily generated from pluripotent stem cells. Several interesting questions regarding the safety and efficacy of RPE cell delivery can still be examined in animal models, and well-accepted protocols used to inject RPE have been developed. The technique described here has been used by multiple groups in various studies and involves first creating a hole in the eye with a sharp needle. Then a syringe with a blunt needle loaded with cells is inserted through the hole and passed through the vitreous until it gently touches the RPE. Using this injection method, which is relatively simple and requires minimal equipment, we achieve consistent and efficient integration of stem cell-derived RPE cells in between the host RPE that prevents significant amount of photoreceptor degeneration in animal models. While not part of the actual protocol, we also describe how to determine the extent of the trauma induced by the injection, and how to verify that the cells were injected into the subretinal space using in vivo imaging modalities. Finally, the use of this protocol is not limited to RPE cells; it may be used to inject any compound or cell into the subretinal space.

Here we present a community accepted protocol in multimedia format for subretinally injecting a bolus of RPE cells in rats and mice. This approach can be used for determining rescue potentials, safety profiles, and survival capacities of grafted RPE cells upon implantation in animal models of retinal degeneration.

서스펜션에 망막 색소 상피 세포를 제공하기 위해 설치류에서 망막 주사를 수행

The conversion of light into electrical impulses occurs in the outer retina and is accomplished largely by rod and cone photoreceptors and retinal pigment ...

A Step by Step Protocol for Subretinal Surgery in Rabbits

Age related macular degeneration (AMD), retinitis pigmentosa, and other RPE related diseases are the most common causes for irreversible loss of vision in adults in industrially developed countries. RPE transplantation appears to be a promising therapy, as it may replace dysfunctional RPE, restore its function, and thereby vision.
Here we describe a method for transplanting a cultured RPE monolayer on a scaffold into the subretinal space (SRS) of rabbits. After vitrectomy xenotransplants were delivered into the SRS using a custom made shooter consisting of a 20-gauge metallic nozzle with a polytetrafluoroethylene (PTFE) coated plunger. The current technique evolved in over 150 rabbit surgeries over 6 years. Post-operative follow-up can be obtained using non-invasive and repetitive in vivo imaging such as spectral domain optical coherence tomography (SD-OCT) followed by perfusion-fixed histology.
The method has well-defined steps for easy learning and high success rate. Rabbits are considered a large eye animal model useful in preclinical studies for clinical translation. In this context rabbits are a cost-efficient and perhaps convenient alternative to other large eye animal models.

Retinal pigment epithelium (RPE) replacement strategies and gene-based therapy are considered for several retinal degenerative conditions. For clinical translation, large eye animal models are required to study surgical techniques applicable in patients. Here we present a rabbit model for subretinal surgery geared towards RPE transplantation, which is versatile and cost-efficient.

토끼의 망막 수술에 대한 단계 프로토콜에 의해 단계

Age related macular degeneration (AMD), retinitis pigmentosa, and other RPE related diseases are the most common causes for irreversible loss of vision in ...

Development of a Refined Protocol for Trans-scleral Subretinal Transplantation of Human Retinal Pigment Epithelial Cells into Rat Eyes

Degenerative retinal diseases such as age-related macular degeneration (AMD) are the leading cause of irreversible vision loss worldwide. AMD is characterized by the degeneration of retinal pigment epithelial (RPE) cells, which are a monolayer of cells functionally supporting and anatomically wrapping around the neural retina. Current pharmacological treatments for the non-neovascular AMD (dry AMD) only slow down the disease progression but cannot restore vision, necessitating studies aimed at identifying novel therapeutic strategies. Replacing the degenerative RPE cells with healthy cells holds promise to treat dry AMD in the future. Extensive preclinical studies of stem cell replacement therapies for AMD involve the transplantation of stem cell-derived RPE cells into the subretinal space of animal models, in which the subretinal injection technique is applied. The approach most frequently used in these preclinical animal studies is through the trans-scleral route, which is made difficult by the lack of direct visualization of the needle end and can often result in retinal damage. An alternative approach through the vitreous allows for direct observation of the needle end position, but it carries a high risk of surgical traumas as more eye tissues are disturbed. We have developed a less risky and reproducible modified trans-scleral injection method that uses defined needle angles and depths to successfully and consistently deliver RPE cells into the rat subretinal space and avoid excessive retinal damage. Cells delivered in this manner have been previously demonstrated to be efficacious in the Royal College of Surgeons (RCS) rat for at least 2 months. This technique can be used not only for cell transplantation but also for delivery of small molecules or gene therapies.

Subretinal injection has been widely applied in preclinical studies of stem cell replacement therapy for age-related macular degeneration. In this visualized article, we describe a less risky, reproducible and precisely modified subretinal injection technique via the trans-scleral approach to deliver cells into rat eyes.

쥐의 눈으로 인간 망막 안료 상피 세포의 트랜스 scleral Subretinal 이식에 대 한 세련 된 프로토콜의 개발

Degenerative retinal diseases such as age-related macular degeneration (AMD) are the leading cause of irreversible vision loss worldwide. AMD is ...

신경과학

Subretinal Implantation of RPE on a Carrier in Minipigs: Guidelines for Preoperative Preparations, Surgical Techniques, and Postoperative Care

Degenerative disorders of the retina (including age-related macular degeneration), which originate primarily at or within the retinal pigmented epithelial (RPE) layer, lead to a progressive disorganization of the retinal anatomy and the deterioration of visual function. The substitution of damaged RPE cells (RPEs) with in vitro cultured RPE cells using a subretinal cell carrier has shown potential for re-establishing the anatomical structure of the outer retinal layers and is, therefore, being further studied. Here, we present the principles of a surgical technique that allows for the effective subretinal transplantation of a cell carrier with cultivated RPEs into minipigs. The surgeries were performed under general anesthesia and included a standard lens-sparing three-port pars plana vitrectomy (PPV), subretinal application of a balanced salt solution (BSS), a 2.7 mm retinotomy, implantation of a nanofibrous cell carrier into the subretinal space through an additional 3.0 mm sclerotomy, fluid-air exchange (FAX), silicone oil tamponade, and closure of all the sclerotomies. This surgical approach was used in 29 surgeries (18 animals) over the past 8 years with a success rate of 93.1%. Anatomic verification of the surgical placement was carried out using in vivo fundus imaging (fundus photography and optical coherence tomography). The recommended surgical steps for the subretinal implantation of RPEs on a carrier in minipig eyes can be used in future preclinical studies using large-eye animal models.

The subretinal implantation of retinal pigmented epithelium (RPE) is one of the most promising approaches for the treatment of degenerative retinal diseases. However, the performance of preclinical studies on large-eye animal models remains challenging. This report presents guidelines for the subretinal transplantation of RPE on a cell carrier into minipigs.

Minipigs의 캐리어에 RPE의 망막하 이식: 수술 전 준비, 수술 기술 및 수술 후 관리에 대한 지침

Degenerative disorders of the retina (including age-related macular degeneration), which originate primarily at or within the retinal pigmented epithelial ...

생체공학

Subretinal Transplantation of Human Embryonic Stem Cell-Derived Retinal Tissue in a Feline Large Animal Model

Retinal degenerative (RD) conditions associated with photoreceptor loss such as age-related macular degeneration (AMD), retinitis pigmentosa (RP) and Leber Congenital Amaurosis (LCA) cause progressive and debilitating vision loss. There is an unmet need for therapies that can restore vision once photoreceptors have been lost. Transplantation of human pluripotent stem cell (hPSC)-derived retinal tissue (organoids) into the subretinal space of an eye with advanced RD brings retinal tissue sheets with thousands of healthy mutation-free photoreceptors and has a potential to treat most/all blinding diseases associated with photoreceptor degeneration with one approved protocol. Transplantation of fetal retinal tissue into the subretinal space of animal models and people with advanced RD has been developed successfully but cannot be used as a routine therapy due to ethical concerns and limited tissue supply. Large eye inherited retinal degeneration (IRD) animal models are valuable for developing vision restoration therapies utilizing advanced surgical approaches to transplant retinal cells/tissue into the subretinal space. The similarities in globe size, and photoreceptor distribution (e.g., presence of macula-like region area centralis) and availability of IRD models closely recapitulating human IRD would facilitate rapid translation of a promising therapy to the clinic. Presented here is a surgical technique of transplanting hPSC-derived retinal tissue into the subretinal space of a large animal model allowing assessment of this promising approach in animal models.

Presented here is a surgical technique for transplanting human pluripotent stem cell (hPSC)-derived retinal tissue into the subretinal space of a large animal model.

고양이과 거대 동물 모델에서 인간 배아 줄기 세포 유래 망막 조직의 망막하 이식

Retinal degenerative (RD) conditions associated with photoreceptor loss such as age-related macular degeneration (AMD), retinitis pigmentosa (RP) and ...

Retinal Pigment Epithelium Transplantation in a Non-human Primate Model for Degenerative Retinal Diseases

Retinal pigment epithelial (RPE) transplantation holds great promise for the treatment of inherited and acquired retinal degenerative diseases. These conditions include retinitis pigmentosa (RP) and advanced forms of age-related macular degeneration (AMD), such as geographic atrophy (GA). Together, these disorders represent a significant proportion of currently untreatable blindness globally. These unmet medical needs have generated heightened academic interest in developing methods of RPE replacement. Among the animal models commonly utilized for preclinical testing of therapeutics, the non-human primate (NHP) is the only animal model that has a macula. As it shares this anatomical similarity with the human eye, the NHP eye is an important and appropriate preclinical animal model for the development of advanced therapy medicinal products (ATMPs) such as RPE cell therapy.
This manuscript describes a method for the submacular transplantation of an RPE monolayer, cultured on a polyethylene terephthalate (PET) cell carrier, underneath the macula onto a surgically created RPE wound in immunosuppressed NHPs. The fovea-the central avascular portion of the macula-is the site of the greatest mechanical weakness during the transplantation. Foveal trauma will occur if the initial subretinal fluid injection generates an excessive force on the retina. Hence, slow injection under perfluorocarbon liquid (PFCL) vitreous tamponade is recommended with a dual-bore subretinal injection cannula at low intraocular pressure (IOP) settings to create a retinal bleb. 
Pretreatment with an intravitreal plasminogen injection to release parafoveal RPE-photoreceptor adhesions is also advised. These combined strategies can reduce the likelihood of foveal tears when compared to conventional techniques. The NHP is a key animal model in the preclinical phase of RPE cell therapy development. This protocol addresses the technical challenges associated with the delivery of RPE cellular therapy in the NHP eye.

The non-human primate (NHP) is an ideal model for studying human retinal cellular therapeutics due to the anatomical and genetic similarities. This manuscript describes a method for submacular transplantation of retinal pigment epithelial cells in the NHP eye and strategies to prevent intraoperative complications associated with macular manipulation.

퇴행성 망막 질병을 위한 비인간 영장류 모형에 있는 망막 안료 상피 이식

Retinal pigment epithelial (RPE) transplantation holds great promise for the treatment of inherited and acquired retinal degenerative diseases. These ...

Transpupillary-Guided Trans-Scleral Transplantation of Subretinal Grafts in a Retinal Degeneration Mouse Model

Transplantation of photoreceptor cells and retinal pigment&#160;epithelial (RPE) cells provide a potential therapy for retinal degeneration diseases. Subretinal transplantation of therapeutic donor cells into mouse recipients is challenging due to the limited surgical space allowed by the small volume of the mouse eye. We developed a trans-scleral surgical transplantation platform with direct transpupillary vision guidance to facilitate the subretinal delivery of exogenous cells in mouse recipients. The platform was tested using retinal cell suspensions and three-dimensional retinal sheets collected from rod-rich Rho::EGFP mice and cone-rich OPN1LW-EGFP;NRL-/- mice, respectively. Live/dead assay showed low cell mortality for both forms of donor cells. Retinal grafts were successfully delivered into the subretinal space of a mouse model of retinal degeneration, Rd1/NS, with minimum surgical complications as detected by multimodal confocal scanning laser ophthalmoscope (cSLO) imaging. Two months post-transplantation, histological staining demonstrated evidence of advanced maturation of the retinal grafts into &#39;adult&#39; rods and cones (by robust Rho::EGFP, S-opsin, and OPN1LW:EGFP expression, respectively) in the subretinal space. Here, we provide a surgical platform that can enable highly accurate subretinal delivery with a low rate of complications in mouse recipients. This technique offers precision and relative ease of skill acquisition. Furthermore, the technique could be used not only for studies of subretinal cell transplantation but also for other intraocular therapeutic studies including gene therapies.

This protocol presents a transpupillary vision-guided trans-scleral approach to safely and precisely deliver subretinal cellular grafts, with a low rate of surgical complications, in mouse recipients with or without retinal degeneration.

망막 변성 마우스 모델에서 망막하 이식편의 Transpupillary-Guided Trans-Scleral Transplantation

Transplantation of photoreceptor cells and retinal pigment&#160;epithelial (RPE) cells provide a potential therapy for retinal degeneration diseases. ...