Name: subretinal injection of gene therapy vectors and stem cells in the perinatal mouse eye
Uploaded: 2012-11-25T14:00:00.000+00:00
Duration: 5 min 9 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Subretinal Injection of Gene Therapy Vectors and Stem Cells in the Perinatal Mouse Eye at JoVE.com

Takayuki Nagasaki Deneysel yardım;; Körlük Engellenir Araştırma Bu araştırma Oftalmik ve Görsel Araştırma Hayvanları Kullanım ARVO Bildirimi ile uyumludur. KJW NIH yardımlar 5T32EY013933 ve 5T32DK007647-20 tarafından desteklenmektedir. VBM NIH hibe K08EY020530 tarafından desteklenmektedir.

1. Subretinal Enjeksiyon için cihazlar monte <ol><li> Satın alma veya bir cam kapiller tüp bir 100 mikron çaplı iğne yapmak. Bu bir Sutter P-97 pipet çektirmesi veya diğer benzeri ekipman kullanarak elle de yapılabilir. Istenilen çapı (100 um) ulaşana kadar kılcal boru ucu ısıtılır ve çekilecektir. Daha küçük çaplı bir iğne gen terapisi vektörleri için de kullanılabilir, ancak bu hücreler veya göze zarar vermeden hücre enjeksiyon için önerilen bir çapa sahiptir. Çelik iğneleri ile karşılaştırıldığında, cam kılcal iğne retinal kopma neden olmadan, enjeksiyon sıvı ve retina altı alanı için erişim görselleştirilmesi için izin vermek için, bir çok ince, fakat küt uç vardır. Steril bir kap içinde% 70 etanol ve mağaza kullanarak gerekirse bu çekti iğne temizleyin. Yerde iğneler tutmak için teyp ile 15 cm steril doku kültürü çanak enjeksiyon iğneleri kaplı ve steril bir ortamda tutmak için hangi bir yoludur. Bu noktada, complprosedürü gerçekleşecek cerrahi oda içinde set-up ete. Bu prosedür bir bariyer tesis içinde yapılır, özellikle de steril kalması için her zaman cerrahi odasında tüm ekipman tutmak için en kolay yoldur. </li><li> Enjeksiyon iğne içine silikon aspire ve iğne iç duvarları boyunca bir kaplama bırakmak için silikon çıkarır. Silikon kaplama aksi iç cam kapiller duvarları sadık kalacağına iğne deliğinden hücreleri ve virüsler, geçişi artırır. </li><li> (Borudan iğne kaldırarak) doğrudan iğne sonrası noktada luer-lock ile ayarlanmış bir 25 ¾ gauge kan toplama keserek steril plastik boru yaklaşık 8 cm uzunluğunda edinin. </li><li> Steril serum fizyolojik ile 1 ml Alt-Q 26 5/8-gauge kayma ucu şırınga doldurun ve şırınga iğne çıkarılır. </li><li> Plastik boru kesik ucuna enjeksiyon iğne takın ve diğer uçta luer kilit için şırınga takmaksonu. </li><li> Boru ve kılcal iğne ölü boşluk, doğru herhangi bir sızıntı olmadan bağlı olduğundan emin olmak için iğne ile çıkarılması bazı salin doldurmak için steril salin aspire. Daha sonra, enjeksiyon iğne ucunun içine, küçük bir hava, yaklaşık olarak 1 ul miktarı aspire. Bu enjeksiyon sıvısı salin ayırmak ve cerrahi prosedür esnasında enjeksiyon sıvı sonunu gösteren bir görsel işaret temin edecektir. Enjeksiyon aparat cerrahi işlem sırasında% 70 etanol ile sildi temiz bir yüzey üzerinde tutulmalıdır. Ayrıca, cerrahi işlem sırasında kullanılan tüm ekipman hemen kullanıma hazır steril ve tutulması gereken enjeksiyon iğneleri dışındaki için, önce ve% 70 etanol ile sonra her iki temizlenmesi gerekir. Bu iğneler cerrahi sonrası elden değil, yeniden kullanılabilir. Edilmelidir </li><li> Son olarak, istenen ambalajlı gen tedavisi viral vektör veya kök hücreleri içeren enjeksiyon solüsyonu aspire. Bu yapılabilirdaha sonra bir steril hücre kültürü çanağı yüzeyi üzerine pipetle çözelti, bir steril pipet ucu içine enjeksiyon çözelti kaplamaz. Çözüm artık kolayca şırıngayla enjeksiyon iğnesi aspire edilebilir. Ihtiyaç duyulan miktar fare yaşına bağlı olarak değişir. Bizim amaçlarımız için biz enjeksiyon sıvısının 0.5-0.8 ul enjekte edilebilir doğum sonrası 5. gün fareler, kullanın. Daha küçük miktarlar, ul 0.5 ya da daha az, daha küçük olan fareler ve bu gibi 1 ul gibi büyük miktarlarda için kullanılabilir, yetişkin fareler için de kullanılabilir. Hücrelerin viral titresi veya sayı enjekte edilmiş virüs / hücre ve arzu edilen hedef dokuya göre tespit edilmesi gerekmektedir, küçük bir hacim içinde olduğu gibi çok sayıda viral partiküller ya da hücreler retina hücreleri için toksik yol açabilir. Video, görselleştirme amaçlı, biz 1.5 ul, göz içine enjekte etmek için gerekli olandan boya büyük bir miktarda kullanmışlardır. </li></ol> 2. Subretinal Uzay Erişme <ol><li> Steril cerrahi odası içinde,fare yaşına göre değişir lokal olarak onaylanmış hayvan taşıma protokolüne uygun fare stabilize veya uyutmak. Yetişkin fareler İzofluran anestezi için ortak gaz veya 0,1 ml/10g vücut ağırlığının ketamin (100 mg / ml) ve steril tuzlu su içinde ksilazin (20 mg / ml) bir intra-peritoneal enjeksiyonu içerir. Perinatal fareler için ortak anestezi teknikleri isofluran gaz veya cryoanesthesia (hipotermi) kullanımını içerir. Tüm anestezi teknikleri kullanmadan önce yerel IACUC komitesi tarafından onaylanmış olmalıdır. Benzer teknikler P0 veya yetişkin fareler için genç olarak fareler için uygulanabilir ise de, tipik olarak (P), doğum sonrası 5. günde fareler kullanılır. Fare bacaklarda ve artık tutam tırnağa yanıt hareket sona kadar cerrahi işlem başlayamaz. Perinatal fareler için, onlar kan akımı tamamen anestezi altında olduğunu bilerek, başka bir tuşa yavaşlatacaktır beri renkli belirgin hafif olacak. </li><li> Perinatal farelerde için Vannas düz makas kullanın mkapağı kapalı fissür boyunca ake yaklaşık 1,5 mm kesi. Gözün doğal olarak gelecekte açılacak girinti de kesmek için dikkatli olun. Bu kapaklar iyileşmesi ve fare gelişimi sırasında düzgün açılacaktır sağlar. Biz, bu işlem sırasında göz delinmesiyle riskini azaltmak beri Vannas makas tercih rağmen bir cerrahi bıçak, bu amaç için kullanılabilir. Video, makas gözkapağı kenarı boyunca doğrudan ponksiyon ve kesim için kullanılmıştır. Bu tekniği öğrenirken, forseps kesim öncesi göz kapağı kaldırın ve gözün zarar verme riskini azaltmak için kullanılmalıdır. </li><li> Göz proptose ve hafifçe enjeksiyon için proptosed tutmak için göz altına kapaklarının çimdik kavisli soyunma forseps ile göz kapaklarını açarak çekin. Adım iki yapılan kapağı kesisi çok büyükse, göz kapaklarının altında geri kayma ve enjeksiyon işlemi sırasında yeterli pozlama önleyecektir. Dr ile göz çevresinde hafif bir basınç uygulayarak yetişkin fareler içinforseps essing enjeksiyon için proptosed göz tutabilir. </li><li> Küçük bir skleral az kesi veya 15 derecelik mikrocerrahi bıçak yüzeyi çizilmeye tarafından dünyanın en ekvatora posterior olun. Bu kesi enjeksiyon iğne ucu geçmek için yeterli sadece büyük, ama hayır bu daha büyük olmalıdır. Eğer tercih edilirse, bu gibi bir akupunktur iğne olarak küçük, keskin bir iğne yerine mikrocerrahi bıçağın subretinal boşluk içine bu kesik yapmak için kullanılabilir. Koyu pigmentli hayvanlarda, koyu kahverengi pigmentli doku (koroid-retina pigment epiteli) kesi noktada görünür hale gelecektir. Çakmak pigmentli ya da albino fareler, bir cerrahi işaretleme kalem kesi gösteren bir mürekkep yerinde bırakmak mikrocerrahi bıçak ucu ile uygulanabilir. Kesi yeri net (vitreus) sıvı reflüsü varsa, bıçak çok derin yerleştirilmiş ve vitreus boşluğu ve terapötik virüs veya hücre enjeksiyonu sırasında intravitreal boşluk girebilirsiniz girmiştir. Visualizati içinamaçlar için, biz video bu noktaya kesi yaptık. Bu durumda, bir retina altı enjeksiyon işlemini tamamlamak için yine de mümkündür, ancak enjeksiyon sıvı bulunmasından kaynaklanan retina dekolmanı tam olarak bu fare iyileşmeyen olabilir. Bu nedenle, bakım enjeksiyondan önce sadece dış göz yüzeyi ile değil, retina kesmek için özen gösterilmelidir. </li><li> Dikkatle kesi site içine enjeksiyon iğnesi takın ve subretinal boşluk girmek için dış gözün duvarına paralel ilerlemek. Göz içindeki dış duvara çok yakın veya çok derin ilerlemek konumu yanlış içine enjeksiyon yönetecek. İğne doğru konumda olup olmadığını anlamak için en iyi yöntem tekniği uygulamak için. Hafifçe pigmentli veya albino fareler üzerinde Pratiği subretinal alana kesin ve doğru enjeksiyon yapmak için yardımcı olabilir. Iğne ve enjeksiyon sıvısı bu gözlerin içinde görünür olmasıdır. </li><li> Şırınga pistonu hafif basınç uygulayın ve olmayacakİstenen sıvı cin enjeksiyonu. İğne doğru subretinal boşluk içinde yer almakta ise, ılımlı geri basınç hissedilecektir. Iğne vitröz içinde ise, enjeksiyon sırasında önemli ölçüde daha az geri basınçta ve potansiyel olarak bir sıvı geri akışta olacaktır. Anlamlı geri basınç varsa, yavaş yavaş iğne çıkarmak için en az bir ek 15 saniye için yerinde iğne tutun. Bu yüksek göz içi basıncı kesi dışarı geri enjekte virüs veya hücrelerin reflüyü yerine eşitlemek için izin verecektir. Hava ve tuzlu bazı enjeksiyon işlemi sırasında gerekli olan artan basınç nedeniyle subretinal boşluk içine enjekte edilebilir. Bakım bunun gözünden enjekte virüs veya hücrelerin dışarı yıkayın yana, hava veya salin aşırı enjekte etmek değil alınmalıdır. Bu, subretinal boşluk içine enjekte çok fazla sıvı varlığında ikinci kalıcı retina dekolmanı neden olması da mümkündür. Görüntüleme amaçları için, fazla boya ve hava enjekte edildi intvideo subretinal boşluk o. Açıkça hava kabarcığı subretinal boşluk içinde kalır ve vitreus içine geçmezse ne de çok fazla enjekte ise boya bazı subretinal boşluk geri atılır nasıl görülür, ama olabilir. Bu bu enjeksiyonları gözün doğru konuma içindeki bütün olduğunu vurgulamak için kullanılır, bu yüzden tek bir iğne kesi girmelidir nasıl tahayyül edebilirsiniz. Subretinal boşluk içine Tüm enjeksiyonlar enjeksiyon sıvı varlığı nedeniyle, geçici bir retina dekolmanı neden olur. Enjeksiyon prosedür doğru tamamlandığı takdirde, bu geçici retina dekolmanı diğer tüm deneyler için kullanılan 24 saat ve fareler içinde iyileşir. Göz cerrahi prosedür nedeniyle yaklaşık bir hafta boyunca yumuşak kalabilir, ikinci bir enjeksiyon zaman bu dönemde kaçınılmalıdır böylece. </li><li> Yenidoğan farelerin için hafifçe geriye kapaklarının arkasında ve yörüngeye göz itmek kavisli soyunma forseps kullanın. Bu yararlı olabilirvirüs subretinal boşluk içinde yerleşmek ve yavaşça onun yörüngesine geri göz iterek zaman kesi dışarı kızarmış neden değil izin vermek için bir dakika bekleyin. Ameliyattan sonra,% 0.5 bupivakain bir damla (Marcaine) enjeksiyon yerinde yerleştirilebilir bir 25-gauge iğne steril salin içinde% 0.25 &#39;ye seyreltilir. Fare subretinal cerrahi sonrası sıkıntı belirgin belirti görünmüyor ve uzun etkili bir topikal analjezik olarak bupivakain kullanımı önceki üç yıl için yeterli olmuştur. Enfeksiyon gibi, şişme veya fare normal günlük aktiviteler bir azalma; Fareler her zaman herhangi bir sıkıntı belirtileri aramak için cerrahi işlem sonrası takip edilmelidir. Bu meydana gelirse, veteriner haberdar edilmelidir ve bu buprenorfin (0.05 mg / kg) olarak daha fazla ağrı kesici ilaçlar intraperitoneal enjeksiyon şeklinde verilebilir. </li><li> Lokal olarak onaylanmış hayvan taşıma protokolüne göre anestezi fare uyandır. Fare bir ısıtma p üzerinde tutulmalıdırBu anestezik modundan gibi reklam, normal vücut ısısını korumak için. Cerrahi, anestezi fare zamanı saymazsak, tamamlamak için en az beş dakika sürer. Bu nedenle, bir ısıtma pedi asıl işlem sırasında gerekli değildir, fakat bu işlem daha uzun bir süre sürebilir gibi bir yöntem öğrenme sırasında ihtiyaç olabilir. Kendi başına hareket etmeye başlamıştır kadar fare temiz bir kafes içine geri konulmamalıdır. Yenidoğanlar için, yumuşak ayak tutam tamamen anestezi kurtarmak için onlara yardımcı olacak ve onlar annesi ile geri konuyor önce pembe renk ve hareket kazanmak gerekir. Olarak listelenen önceden Fare sıkıntı herhangi bir işaret için zaman içinde izlenmelidir. </li></ol>

<ol>
	<li>Abe, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regeneration+of+the+retina+using+pigment+epithelial+cell+transplantation.">Regeneration of the retina using pigment epithelial cell transplantation.</a> Nihon Ganka Gakkai Zasshi. 106, 778-803 (2002).</li><li>Jacobson, S. G., Cideciyan, A. V., Ratnakaram, R., Heon, E., Schwartz, S. B., Roman, A. J., Peden, M. C., Aleman, T. S., Boye, S. L., Sumaroka, 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=Gene+therapy+for+Leber+congenital+amaurosis+caused+by+RPE65+mutations:+safety+and+efficacy+in+15+children+and+adults+followed+up+to+3+years.">Gene therapy for Leber congenital amaurosis caused by RPE65 mutations: safety and efficacy in 15 children and adults followed up to 3 years.</a> Arch. Ophthalmol. 130, 9-24 (2011).</li><li>Schwartz, S. D., Hubschman, J. P., Heilwell, G., Franco-Cardenas, V., Pan, C. K., Ostrick, R. M., Mickunas, E., Gay, R., Klimanskaya, I., Lanza, R. <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, 713-720 (2012).</li><li>Wang, N. K., Tosi, J., Kasanuki, J. M., Chou, C. L., Kong, J., Parmalee, N., Wert, K. J., Allikmets, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transplantation+of+reprogrammed+embryonic+stem+cells+improves+visual+function+in+a+mouse+model+for+retinitis+pigmentosa.">Transplantation of reprogrammed embryonic stem cells improves visual function in a mouse model for retinitis pigmentosa.</a> Transplantation. 89, 911-919 (2010).</li><li>Song, B. J., Tsang, S. H., Lin, C. -. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genetic+models+of+retinal+degeneration+and+targets+for+gene+therapy.">Genetic models of retinal degeneration and targets for gene therapy.</a> Gene Ther. Mol. Biol. 11, 229-262 (2007).</li><li>Tosi, J., Sancho-Pelluz, J., Davis, R. J., Hsu, C. W., Wolpert, K. V., Sengillo, J. D., Lin, C. S., Tsang, S. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lentivirus-mediated+expression+of+cDNA+and+shRNA+slows+degeneration+in+retinitis+pigmentosa.">Lentivirus-mediated expression of cDNA and shRNA slows degeneration in retinitis pigmentosa.</a> Exp. Biol. Med. 236, 1211-1217 (2011).</li><li>Tucker, B. A., Park, I. H., Qi, S. D., Klassen, H. J., Jiang, C., Yao, J., Redenti, S., Daley, G. Q., Young, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transplantation+of+adult+mouse+iPS+cell-derived+photoreceptor+precursors+restores+retinal+structure+and+function+in+degenerative+mice.">Transplantation of adult mouse iPS cell-derived photoreceptor precursors restores retinal structure and function in degenerative mice.</a> PLoS One. 6, e189992 (2011).</li><li>Mahajan, V. B., Mondino, B. J., Tsang, S. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> A high-throughput Mouse Eye Phenomics System. , (2010).</li><li>Chang, B., Hawes, N. L., Hurd, R. E., Davisson, M. T., Nusinowitz, S., Heckenlively, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Retinal+degeneration+mutants+in+the+mouse.">Retinal degeneration mutants in the mouse.</a> Vision Res. 42, 517-525 (2002).</li><li>Hawes, N. L., Smith, R. S., Chang, B., Davisson, M., Heckenlively, J. R., John, S. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mouse+fundus+photography+and+angiography:+a+catalogue+of+normal+and+mutant+phenotypes.">Mouse fundus photography and angiography: a catalogue of normal and mutant phenotypes.</a> Mol. Vis. 5, 22 (1999).</li><li>Won, J., Shi, L. Y., Hicks, W., Wang, J., Hurd, R., Naggert, J. K., Chang, B., Nishina, P. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mouse+model+resources+for+vision+research.">Mouse model resources for vision research.</a> J. Ophthalmol. 2011, 391384 (2011).</li></ol>

Çıkar çatışması ilan etti.

Bu video tekniği başarıyla subretinal enjeksiyon cerrahi prosedürünü tamamladıktan ve gen terapi vektörü veya kök hücreleri verimli oftalmik hastalığı tedavi etmek için gerekli konuma yerleştirilir sağlanması ile ilgili yönergeler sağlar. Bu hücrelerin çevresinde gen terapisi vektörleri ya da kök hücresi kaynaklı dokuların yerleştirilir çünkü bu yöntem, böyle bir RPE ve fotoreseptör gibi retinal hücre hedefleme için olanak sağlar. Önceki yöntemler sıvı vitreus boşluğu içinde y...

<table border="1"><tbody><tr><td> Isim </td><td> Şirket </td><td> Katalog </td><td> Yorumlar </td></tr><tr><td> 0,8-1,10 x 100 mm Kapiler Tüp (cam) </td><td> Kimble Cam, Inc </td><td> 34502 99 </td><td></td></tr><tr><td> / Brown Mikropipet Çektirme Flaming </td><td> Sutter Instrument </td><td> P-97 </td><td> Narishige microforge yerine kullanılabilir. Katalog # MF-900 </td></tr><tr><td> Sigmacote </td><td> Sigma Aldrich </td><td> SL2-25ml </td><td> Silikon </td></tr><tr><td> Dubecco en Fosfat Kalsiyum Klorür ve Magnezyum Klorür ile Tamponlu Salin </td><td> Gibco-Invitrogen </td><td> 14040-133 </td><td></td></tr><tr><td> Emniyet-Lok 25 3/4G x 12 &quot;; Kan Toplama Seti </td><td> BD Vacutainer </td><td> 367298 </td><td></td></tr><tr><td> 1 ml alt-Q-265/8G Slip-İpucu Şırınga </td><td> Becton-Dickinson </td><td> 309597 </td><td></td></tr><tr><td> 0.5-10 ul Finnpipette II Ayarlanabilir Hacim Pipetter </td><td> Fisherbrand </td><td> 21-377-815 </td><td></td></tr><tr><td> 1-200 ul Doğal Eğimli İpuçları </td><td> USA Scientific, Inc </td><td> 1111-1700 </td><td></td></tr><tr><td> Discovery.V8 Stereo Mikroskop </td><td> Zeiss </td><td> MC1500 </td><td></td></tr><tr><td> 60 mm x 15 mm Stil Tedavi Polistiren Hücre Kültürü Bulaşık </td><td> Corning Incorporated </td><td> 430166 </td><td></td></tr><tr><td> Vannas Düz Makas </td><td> Storz Ophtalmics&#39;in </td><td> E3383 S </td><td></td></tr><tr><td> Narin tırtıklar Kavisli Giyinme Forseps </td><td> Storz Ophtalmics&#39;in </td><td> E1408 </td><td></td></tr><tr><td> 15 Derece Mikrocerrahi Bıçak </td><td> WilsOftalmik Corp üzerine </td><td> 091204 </td><td></td></tr><tr><td> Ketamin </td><td> Ketaset III </td><td> NADA # 45-290 </td><td></td></tr><tr><td> Ksilazin </td><td> Lloyd Laboratuvarlar </td><td> NADA # 139-236 </td><td></td></tr><tr><td> Bupivakain (marcain) </td><td> AstraZeneca </td><td> N / A </td><td></td></tr><tr><td> Buprenorfin </td><td> Sigma Aldrich </td><td> B9275 </td><td></td></tr></tbody></table>

subretinal injection of gene therapy vectors and stem cells in the perinatal mouse eye

Görme kaybı Amerika Birleşik Devletleri&#39;nde yaklaşık 3.4 milyon insanı etkileyen ve önümüzdeki yıllarda daha da artacağı beklenmektedir. Son 1, gen tedavisi ve kök hücre nakilleri retinal dejeneratif hastalıklardan kaynaklanan körlük tedavisinde önemli terapötik araç haline gelmiştir. Böyle iris pigment epitel hücre transplantasyonu gibi yaşa bağlı makula dejenerasyonu için otolog transplantasyon çeşitli formları (AMD), ümit verici sonuçlar yarattı ve insan klinik gen ve kök hücre tedavileri diğer formları için başladık. 2 Bunlar RPE65 gen değiştirme dahil Leber konjenital amarozu ve Stargardt hastalığında insan embriyonik kök (ES) hücreler kullanılarak RPE hücre nakli olan hastalarda tedavi. 3-4 Şimdi gen tedavisi vektörleri ve retina hastalıkları olan hastaların tedavisinde kök hücre mevcuttur olduğunu, bunu doğrulamak için önemlidir hayvan modellerinde bu potansiyel tedavilerin önce başvurmalarıinsan çalışmalarında bunları ing. Fare göz gen tedavisi vektörleri ve kök hücre nakli tedavi etkinliğinin saptanması için önemli bir bilimsel model haline gelmiştir. Bu video makalede 5-8, biz subretinal alana gen tedavisi vektörleri veya kök hücreleri enjekte için bir yöntem sunmak fare gözü çevreleyen doku hasarı en aza indirerek.

Fare gözün bir çizim intravitreal ve subretinal hem enjeksiyon cerrahi işlemler (ok başları, Şekil 1) için yerleri gösteren oklar ile, referans için etiketli önemli yapıları ile gösterilir. Bu tür lacZ lentiviral vektörü (Şekil 2) gibi Gen tedavisi vektörleri, bu konumlar kullanılarak enjekte edilebilir. Ayrıca, bu tür fare embriyonik kök hücre (Şekil 3), kök hücreleri gibi, aynı zamanda, fare gözünde bu alanlardaki transplante edi...

Watch this Scientific Journal Video about Subretinal Injection of Gene Therapy Vectors and Stem Cells in the Perinatal Mouse Eye at JoVE.com

Subretinal Injection of Gene Therapy Vectors and Stem Cells in the Perinatal Mouse Eye

Bu cerrahi teknik fare gözün subretinal boşluk içine gen terapisi vektörleri ve kök hücrelerinin enjeksiyonu göstermektedir.

Fare Göz içine Gen Terapisi Vektörler ve Kök Hücre Subretinal Enjeksiyon

The loss of sight affects approximately 3.4 million people in the United States and is expected to increase in the upcoming years.1 Recently, gene therapy ...

subretinal-injection-gene-therapy-vectors-stem-cells-perinatal-mouse

Research

JoVE Journal

Medicine

33.1K Görüntüleme.  Columbia University. Bu cerrahi teknik fare gözün subretinal boşluk içine gen terapisi vektörleri ve kök hücrelerinin enjeksiyonu göstermektedir.

Video: Subretinal Injection of Gene Therapy Vectors and Stem Cells in the Perinatal Mouse Eye

Transfection of Mouse Retinal Ganglion Cells by in vivo Electroporation

The targeting and refinement of RGC projections to the midbrain is a popular and powerful model system for studying how precise patterns of neural connectivity form during development. In mice, retinofugal projections are arranged in a topographic manner and form eye-specific layers in the Lateral Geniculate Nucleus (dLGN) of the thalamus and the Superior Colliculus (SC). The development of these precise patterns of retinofugal projections has typically been studied by labeling populations of RGCs with fluorescent dyes and tracers, such as horseradish peroxidase1-4. However, these methods are too coarse to provide insight into developmental changes in individual RGC axonal arbor morphology that are the basis of retinotopic map formation. They also do not allow for the genetic manipulation of RGCs.
Recently, electroporation has become an effective method for providing precise spatial and temporal control for delivery of charged molecules into the retina5-11. Current retinal electroporation protocols do not allow for genetic manipulation and tracing of retinofugal projections of a single or small cluster of RGCs in postnatal mice. It has been argued that postnatal in vivo electroporation is not a viable method for transfecting RGCs since the labeling efficiency is extremely low and hence requires targeting at embryonic ages when RGC progenitors are undergoing differentiation and proliferation6. 
In this video we describe an in vivo electroporation protocol for targeted delivery of genes, shRNA, and fluorescent dextrans to murine RGCs postnatally. This technique provides a cost effective, fast and relatively easy platform for efficient screening of candidate genes involved in several aspects of neural development including axon retraction, branching, lamination, regeneration and synapse formation at various stages of circuit development. In summary we describe here a valuable tool which will provide further insights into the molecular mechanisms underlying sensory map development.

Transfection of Mouse Retinal Ganglion Cells by in vivo Electroporation

We demonstrate an in vivo electroporation protocol for transfecting single or small clusters of retinal ganglion cells (RGCs) and other retinal cell types in postnatal mice over a wide range of ages. The ability to label and genetically manipulate postnatal RGCs in vivo is a powerful tool for developmental studies.

Fare Retina Ganglion Hücreleri Transfeksiyon tarafından In vivo Elektroporasyon

The targeting and refinement of RGC projections to the midbrain is a popular and powerful model system for studying how precise patterns of neural ...

Nörobilim

In vivo Electroporation of Developing Mouse Retina

The functional characterization of genes expressed during mammalian retinal development remains a significant challenge. Gene targeting to generate constitutive or conditional loss of function knockouts remains cost and labor intensive, as well as time consuming. Adding to these challenges, retina expressed genes may have essential roles outside the retina leading to unintended confounds when using a knockout approach. Furthermore, the ability to ectopically express a gene in a gain of function experiment can be extremely valuable when attempting to identify a role in cell fate specification and/or terminal differentiation.
We present a method for the rapid and efficient incorporation of DNA plasmids into the neonatal mouse retina by electroporation. The application of short electrical impulses above a certain field strength results in a transient increase in plasma membrane permeability, facilitating the transfer of material across the membrane 1,2,3,4. Groundbreaking work demonstrated that electroporation could be utilized as a method of gene transfer into mammalian cells by inducing the formation of hydrophilic plasma membrane pores allowing the passage of highly charged DNA through the lipid bilayer 5. Continuous technical development has resulted in the viability of electroporation as a method for in vivo gene transfer in multiple mouse tissues including the retina, the method for which is described herein 6, 7, 8, 9, 10. 
DNA solution is injected into the subretinal space so that DNA is placed between the retinal pigmented epithelium and retina of the neonatal (P0) mouse and electrical pulses are applied using a tweezer electrode. The lateral placement of the eyes in the mouse allows for the easy orientation of the tweezer electrode to the necessary negative pole-DNA-retina-positive pole alignment. Extensive incorporation and expression of transferred genes can be identified by postnatal day 2 (P2). Due to the lack of significant lateral migration of cells in the retina, electroporated and non-electroporated regions are generated. Non-electroporated regions may serve as internal histological controls where appropriate. 
Retinal electroporation can be used to express a gene under a ubiquitous promoter, such as CAG, or to disrupt gene function using shRNA constructs or Cre-recombinase. More targeted expression can be achieved by designing constructs with cell specific gene promoters. Visualization of electroporated cells is achieved using bicistronic constructs expressing GFP or by co-electroporating a GFP expression construct. Furthermore, multiple constructs may be electroporated for the study of combinatorial gene effects or simultaneous gain and loss of function of different genes. Retinal electroporation may also be utilized for the analysis of genomic cis-regulatory elements by generating appropriate expression constructs and deletion mutants. Such experiments can be used to identify cis-regulatory regions sufficient or required for cell specific gene expression 11. Potential experiments are limited only by construct availability.

In vivo Electroporation of Developing Mouse Retina

A method for the incorporation of plasmid DNA into murine retinal cells for the purpose of performing either gain- or loss of function studies in vivo is presented. This method capitalizes on the transient increase in permeability of cell plasma membranes induced by the application of an external electrical field.

Gelişmekte olan Fare Retina in vivo Elektroporasyon olarak

The functional characterization of genes expressed during mammalian retinal development remains a significant challenge.  Gene targeting to generate ...

Retinal Detachment Model in Rodents by Subretinal Injection of Sodium Hyaluronate

Subretinal injection of sodium hyaluronate is a widely accepted method of inducing retinal detachment (RD). However, the height and duration of RD or the occurrence of subretinal hemorrhage can affect photoreceptor cell death in the detached retina. Hence, it is advantageous to create reproducible RDs without subretinal hemorrhage for evaluating photoreceptor cell death. We modified a previously reported method to create bullous and persistent RDs in a reproducible location with rare occurrence of subretinal hemorrhage. The critical step of this modified method is the creation of a self-sealing scleral incision, which can prevent leakage of sodium hyaluronate after injection into the subretinal space. To make the self-sealing scleral incision, a scleral tunnel is created, followed by scleral penetration into the choroid with a 30 G needle. Although choroidal hemorrhage may occur during this step, astriction with a surgical spear reduces the rate of choroidal hemorrhage. This method allows a more reproducible and reliable model of photoreceptor death in diseases that involve RD such as rhegmatogenous RD, retinopathy of prematurity, diabetic retinopathy, central serous chorioretinopathy, and age-related macular degeneration (AMD).

Creating experimental retinal detachments with a reproducible and sustained height of detachment, and without subretinal hemorrhage, is important for studying the pathophysiology of photoreceptor cell loss in retinal disease and evaluating potential therapeutic interventions. Here, we report such a method in detail.

Sodyum Hyaluronat subretinal Enjeksiyon Kemirgenler Retina Dekolmanı Modeli

Subretinal injection of sodium hyaluronate is a widely accepted method of inducing retinal detachment (RD). However, the height and duration of RD or the ...

Tıp

In utero and ex vivo Electroporation for Gene Expression in Mouse Retinal Ganglion Cells

The retina and its sole output neuron, the retinal ganglion cell (RGC), comprise an excellent model in which to examine biological questions such as cell differentiation, axon guidance, retinotopic organization and synapse formation[1]. One drawback is the inability to efficiently and reliably manipulate gene expression in RGCs in vivo, especially in the otherwise accessible murine visual pathways. Transgenic mice can be used to manipulate gene expression, but this approach is often expensive, time consuming, and can produce unwanted side effects. In chick, in ovo electroporation is used to manipulate gene expression in RGCs for examining retina and RGC development. Although similar electroporation techniques have been developed in neonatal mouse pups[2], adult rats[3], and embryonic murine retinae in vitro[4], none of these strategies allow full characterization of RGC development and axon projections in vivo. To this end, we have developed two applications of electroporation, one in utero and the other ex vivo, to specifically target embryonic murine RGCs[5, 6]. 
With in utero retinal electroporation, we can misexpress or downregulate specific genes in RGCs and follow their axon projections through the visual pathways in vivo, allowing examination of guidance decisions at intermediate targets, such as the optic chiasm, or at target regions, such as the lateral geniculate nucleus. Perturbing gene expression in a subset of RGCs in an otherwise wild-type background facilitates an understanding of gene function throughout the retinal pathway. Additionally, we have developed a companion technique for analyzing RGC axon growth in vitro. We electroporate embryonic heads ex vivo, collect and incubate the whole retina, then prepare explants from these retinae several days later. Retinal explants can be used in a variety of in vitro assays in order to examine the response of electroporated RGC axons to guidance cues or other factors. In sum, this set of techniques enhances our ability to misexpress or downregulate genes in RGCs and should greatly aid studies examining RGC development and axon projections.

In utero and ex vivo Electroporation for Gene Expression in Mouse Retinal Ganglion Cells

Here we present two techniques for manipulating gene expression in murine retinal ganglion cells (RGCs) by in utero and ex vivo electroporation. These techniques enable one to examine how alterations in gene expression affect RGC development, axon guidance, and functional properties.

Fare Retina Ganglion Hücreleri Gen İfadesi utero ve ex vivo Elektroporasyon

The retina and its sole output neuron, the retinal ganglion cell (RGC), comprise an excellent model in which to examine biological questions such as cell ...

Biyoloji

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.

Süspansiyon Retina pigment epiteli Hücreleri sunun Kemirgenler Subretinal Enjeksiyonları Sahne

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

Limbal Approach-Subretinal Injection of Viral Vectors for Gene Therapy in Mice Retinal Pigment Epithelium

The eye is a small and enclosed organ which makes it an ideal target for gene therapy. Recently various strategies have been applied to gene therapy in retinopathies using non-viral and viral gene delivery to the retina and retinal pigment epithelium (RPE). Subretinal injection is the best approach to deliver viral vectors directly to RPE cells. Before the clinical trial of a gene therapy, it is inevitable to validate the efficacy of the therapy in animal models of various retinopathies. Thus, subretinal injection in mice becomes a fundamental technique for an ocular gene therapy. In this protocol, we provide the easy and replicable technique for subretinal injection of viral vectors to experimental mice. This technique is modified from the intravitreal injection, which is widely used technique in ophthalmology clinics. The representative results of RPE/choroid/scleral complex flat-mount will help to understand the efficacy of this technique and adjust the volume and titer of viral vectors for the extent of gene transduction.

Subretinal injection is a surgical technique for effective gene delivery to retinal pigment epithelium in the mouse eye. Here we describe an easy and replicable method for subretinal injection of viral vectors to retinal pigment epithelium in experimental mice.

Fareler Retina Pigment Epitel Gen Tedavisi için Viral Vektörler Limbal Yaklaşım-Subretinal Enjeksiyon

The eye is a small and enclosed organ which makes it an ideal target for gene therapy. Recently various strategies have been applied to gene therapy in ...

An Alternative and Validated Injection Method for Accessing the Subretinal Space via a Transcleral Posterior Approach

Subretinal injections have been successfully used in both humans and rodents to deliver therapeutic interventions of proteins, viral agents, and cells to the interphotoreceptor/subretinal compartment that has direct exposure to photoreceptors and the retinal pigment epithelium (RPE). Subretinal injections of plasminogen as well as recent preclinical and clinical trials have demonstrated safety and/or efficacy of delivering viral vectors and stem cells to individuals with advanced retinal disease. Mouse models of retinal disease, particularly hereditary retinal dystrophies, are essential for testing these therapies. The most common injection procedure in rodents is to use small transcorneal or transcleral incisions with an anterior approach to the retina. With this approach, the injection needle penetrates the neurosensory retina disrupting the underlying RPE and on insertion can easily nick the lens, causing lens opacification and impairment of noninvasive imaging. Accessing the subretinal space via a transcleral, posterior approach avoids these problems: the needle crosses the sclera approximately 0.5 mm from the optic nerve, without retinal penetration and avoids disrupting the vitreous. Collateral damage is limited to that associated with the focal sclerotomy and the effects of a transient, serous retinal detachment. The simplicity of the method minimizes ocular injury, ensures rapid retinal reattachment and recovery, and has a low failure rate. The minimal damage to the retina and RPE allows for clear assessment of the efficacy and direct effects of the therapeutic agents themselves. This manuscript describes a novel subretinal injection technique that can be used to target viral vectors, pharmacological agents, stem cells or induced pluripotent stem (iPS) cells to the subretinal space in mice with high efficacy, minimal damage, and fast recovery.

An Alternative and Validated Injection Method for Accessing the Subretinal Space via a Transcleral Posterior Approach

Subretinal injections are the most common technique for delivering large therapeutic agents such as proteins and viral vectors to photoreceptors and the retinal pigment epithelium. An alternative method in mice that successfully targets the subretinal space with minimal collateral damage and fast recovery times is described here.

Subretinal Space erişim için bir alternatif ve Onaylı Enjeksiyon Yöntemi<i&gt; yoluyla</i&gt; Bir transkleral Posterior Yaklaşım

Subretinal injections have been successfully used in both humans and rodents to deliver therapeutic interventions of proteins, viral agents, and cells to ...

Ultrahigh Resolution Mouse Optical Coherence Tomography to Aid Intraocular Injection in Retinal Gene Therapy Research

HR-SD-OCT is utilized to monitor the progression of photoreceptor degeneration in live mouse models, assess the delivery of therapeutic agents into the subretinal space, and to evaluate toxicity and efficacy in vivo. HR-SD-OCT uses near infrared light (800-880 nm) and has optics specifically designed for the unique optics of the mouse eye with sub-2-micron axial resolution. Transgenic mouse models of outer retinal (photoreceptor) degeneration and controls were imaged to assess the disease progression. Pulled glass microneedles were used to deliver sub retinal injections of adeno-associated virus (AAV) or nanoparticles (NP) via a trans-scleral and trans-choroidal approach. Careful positioning of the needle into the subretinal space was required prior to a calibrated pressure injection, which delivers fluid into the sub retinal space. Real time subretinal surgery was conducted on our retinal imaging system (RIS). HR-SD-OCT demonstrated progressive uniform retinal degeneration due to expression of a toxic mutant human mutant rhodopsin (P347S) (RHOP347S) transgene in mice. HR-SD-OCT allows rigorous quantification of all the retinal layers. Outer nuclear layer (ONL) thickness and photoreceptor outer segment length (OSL) measurements correlate with photoreceptor vitality, degeneration, or rescue. The RIS delivery system allows real-time visualization of subretinal injections in neonatal (~P10-14) or adult mice, and HR-SD-OCT immediately determines success of delivery and maps areal extent. HR-SD-OCT is a powerful tool that can evaluate the success of subretinal surgery in mice, in addition to measuring vitality of photoreceptors in vivo. HR-SD-OCT can also be used to identify uniform animal cohorts to evaluate the extent of retinal degeneration, toxicity, and therapeutic rescue in preclinical gene therapy research studies.

Here we demonstrate a novel approach to using high resolution spectral-domain optical coherence tomography (HR-SD-OCT) to assist delivery of gene therapy agents into the subretinal space, assess its areal coverage, and characterize photoreceptor vitality.

Ultrahigh çözünürlük fare optik koherens tomografi göz içi enjeksiyon Retina gen terapisi araştırma yardımcı olmak için

HR-SD-OCT is utilized to monitor the progression of photoreceptor degeneration in live mouse models, assess the delivery of therapeutic agents into the ...

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.

Bir Kedi Büyük Hayvan Modelinde İnsan Embriyonik Kök Hücre Kaynaklı Retinal Dokunun Subretinal Transplantasyonu

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

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.

Retinal Dejenerasyon Fare Modelinde Subretinal Greftlerin Transpupiller Kılavuzluğunda Transskleral Transplantasyonu

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

Fare Göz içine Gen Terapisi Vektörler ve Kök Hücre Subretinal Enjeksiyon

Özet

Daha Fazla Video Keşfet

PLAYLIST