Оценка терапевтической и химической токсичности с использованием роговицы свиней, культивируемых органами, и заживление эпителиальных ран

Резюме

Культура органов ex vivo роговицы свиньи и заживление эпителиальных ран обеспечивают экономические, этичные, воспроизводимые и количественные средства для тестирования токсичности химических веществ для глаз. Они также помогают в выяснении механизмов, лежащих в основе регуляции эпителизации и восстановления тканей, а также в оценке методов лечения диабетической кератопатии и замедленного заживления ран.

Аннотация

Благодаря своему анатомическому и физиологическому сходству с человеческим глазом, свиной глаз служит надежной моделью для биомедицинских исследований и оценки глазной токсичности. Была разработана система культивирования роговицы воздух/жидкость с использованием глаз свиньи, и заживление эпителиальных ран ex vivo использовалось в качестве критического параметра для этих исследований. Свежие роговицы свиней обрабатывали для культивирования органов, с повреждением эпителия или без него. Роговицы культивировали в увлажненном инкубаторе с 5% содержанием_CO2 при 37 °C в MEM, с агентами для тестирования или без них. Измеряли проницаемость роговицы и скорость заживления ран, а эпителиальные клетки и/или целые роговицы можно обрабатывать для иммуногистохимии, вестерн-блоттинга и количественной ПЦР для молекулярного и клеточного анализа. В этом исследовании описан подробный протокол и представлены два исследования с использованием этой системы ex vivo . Данные показывают, что культура органов роговицы свиньи в сочетании с заживлением эпителиальных ран является подходящей моделью ex vivo для тестирования химической токсичности, изучения диабетической кератопатии и определения потенциальных методов лечения.

Введение

В то время как клеточные модели обладают ограниченными клональными популяциями и не могут воспроизвести архитектуру организма in vivo, культивирование органов или эксплант дает представление о функции органа, развитии, механизмах заболевания и потенциальных методах лечения, обеспечивая при этом этические и физиологические преимущества по сравнению с другими ^{экспериментальными} моделями.. В дополнение к сокращению необходимого количества животных, культивирование эксплантов контролирует и разумно манипулирует окружающими условиями, что идеально подходит для дет....

протокол

Поскольку свежие роговицы свиней являются побочным продуктом пищевой промышленности, Институциональному комитету по уходу за животными и их использованию не нужно было одобрять их использование для исследований. В отличие от человеческой роговицы, используемой в исследованиях, в ней нет никаких опасений по поводу биологической опасности, а неиспользованные части свиных глаз можно утилизировать как обычный мусор. Реагенты и оборудование, использованные для данного исследования, перечислены в Таблице материалов.

1. Подготовка к культуре органов

1. Добавляйте пенициллин....

Результаты

Хирургия катаракты является одной из наиболее часто выполняемых процедур во всем мире, а глазные капли играют решающую роль в послеоперационном уходе. Применение глазных капель после операции по удалению катаракты помогает предотвратить такие осложнения, как глазн?.......

Обсуждение

Культивируемые роговицы крупного рогатого скота и в основном свиньи использовались для оценки токсичности косметических химикатов, лекарств от глаукомы и нестероидных противовоспалительных препаратов^21,26. Роговица свиньи также испо?.......

Материалы

Name	Company	Catalog Number	Comments
1.7 mL tubes	Axygen	AXYMCT175SP
Agarose	Thermo Scientific	R0491
Bromfenac (Prolensa) 0.09%
Camera	Canon	PowerShot A620
Cell Culture Dish	Corning	430165
D-glucose	Sigma	50-99-7
Dissecting microscope	Zeiss	Stemi 2000c
Forceps	FisherScientific	10-316A
Hemostat	FisherScientific	13-812-14
Ketorolac (Acular) 0.45%		Kresge Clinic
Kimwipes	Kimtech	34155
LL-37	Tocris	5213/1
Minimum essential medium (MEM)	Gibco	A1048901
Nepafenac (Ilevro) 0.1%
Penicillin-streptomycin	Gibco	15070063
Phosphate buffered saline	Sigma	P4417
Pig eyes	Bernthal Packing Inc.
Pipet tips	VWR	76322-164
Porcine corneas	Bernthal Packing , Inc. Frankenmuth, MI
Povidone-Iodine	Betadine
Q-Tips cotton swabs	Q-Tips
Razor blade	Electron Microscopy Sciences	72002-01
Razor blade holder	Stotz
Scalpel	Bard-Parker	377112
Scalpel Handle	Bard-Parker	#3
Scissors	FisherScientific	08-951-20
Silicon mold
Tissue culter enclosure	Labconco	5100000
Trephine	Acu.Punch	3813775
Water bath	VWR	1235