preparation of cnv mouse model for indocyanine green angiography (igca) and fluorescein angiography (fa)

Caractérisation de différents types de lésions de CNV induites par laser chez la souris

Age-related macular degeneration (AMD) is a prevalent condition that leads to severe vision loss in older individuals1. In the United States alone, the number of AMD patients is projected to double, reaching nearly 22 million by 2050, compared to the current 11 million. Globally, the estimated number of AMD cases is expected to reach a staggering 288 million by 20402.
Choroidal neovascularization (CNV), also known as &#34;wet&#34; or neovascular AMD, can have devastating effects on vision due to the formation of abnormal blood vessels beneath the central retina. This leads to hemorrhaging, retinal exudation, and significant vision loss. The introduction of anti-vascular endothelial growth factor (VEGF) therapies, which target extracellular VEGF, has revolutionized CNV treatment. However, despite these advancements, up to 50% of patients exhibit suboptimal responses to these therapies, with ongoing disease activity such as fluid accumulation and unresolved or new hemorrhages3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14.
Clinical studies have indicated that anti-VEGF resistance in CNV patients often corresponds to the presence of arteriolar CNV, characterized by large-caliber branching arterioles, vascular loops, and anastomotic connections9. Repeated anti-VEGF treatment can contribute to vessel abnormalization, the development of arteriolar CNV, and ultimately, resistance to anti-VEGF therapies14,15. In cases of arteriolar CNV, persistent fluid leakage is likely due to heightened exudation caused by inadequately formed tight junctions at arteriovenous anastomotic loops, particularly under conditions of high blood flow9. Conversely, individuals who respond well to anti-VEGF treatment tend to exhibit capillary CNV.
In our studies using animal models, we have demonstrated that laser-induced CNV in older mice develops arteriolar CNV and shows resistance to anti-VEGF treatment16,17. Conversely, laser-induced CNV in younger mice leads to the development of capillary CNV and high responsiveness to anti-VEGF treatment. Thus, it is crucial to differentiate between CNV vascular types for both mechanistic and therapeutic investigations.
In clinical settings, CNV is commonly classified based on fluorescein angiography (FA) leakage patterns (e.g., Type 1, Type 2), which use fluorescein dye to track exudation and identify areas of pathological leakage. In AMD research, CNV is predominantly studied using FA in animal models. However, FA fails to reveal the vascular morphology of CNV. Moreover, FA only captures images in the visible light spectrum and cannot visualize the choroidal vasculature beneath the retinal pigment epithelium (RPE). In contrast, indocyanine green (ICG), which exhibits strong affinity for plasma proteins, facilitates predominant intravascular retention and enables visualization of vascular structure and blood flow9. By utilizing the near-infrared fluorescence property of ICG, it becomes feasible to image the retinal and choroidal pigment using ICG angiography (ICGA). In this context, a protocol is presented that combines FA and ICGA to investigate the leakage and vascular morphology of laser-induced choroidal neovascularization (CNV) in young and old mice, where capillary and arteriolar CNV are observed.

Pleins feux sur l’auteur : Surmonter la résistance aux anti-VEGF grâce à une évaluation avancée de la morphologie vasculaire dans la néovascularisation choroïdienne

Caractérisation de la morphologie vasculaire de la dégénérescence maculaire néovasculaire liée à l’âge par angiographie au vert d’indocyanine

We are working on the mechanism and treatment strategies of age-related macular degeneration, a prevalent condition causing severe vision loss in older individuals. Particularly, we're developing new treatments to tackle the issue of drug resistance to the current treatment of corneal neovascularization, which is the wet type of AMD. Our lab recently developed new treatment to ameliorate anti-VEGF resistance in CNV.This is achieved by using mouse CNV model. Our research has shown that old mice with laser-induced CNV develop arteriolar CNV, which is resistant to anti-VEGF treatment. In contrast, young mice with capillary CNV are responsive to the treatment.In AMD research, CNV is almost exclusively studied by fluorescein angiography to reveal leakage patterns in animal models. However, FA does not show CNV vascular morphology, and thus it is not suitable to study anti-VEGF resistance in AMD. The current FA method used for CNV imaging lacks vital information regarding the vascular morphology of CNV lesions, such as capillary or arteriolar CNV.However, by combining ICGA and FA, this protocol can evaluate both CNV leakage and vascular morphology. By assessing both leakage and CNV lesion morphology, it is possible to study the underlying molecule mechanism relating to arteriolar CNV, and therefore provide opportunities to find new targets to treat anti-VEGF resistance for AMD patients.

Préparation d’un modèle murin de CNV pour l’angiographie au vert d’indocyanine (IGCA) et l’angiographie à la fluorescéine (FA)

Après avoir anesthésié la souris, pincez doucement l’une des pattes de la souris pour vérifier si la souris est correctement anesthésiée. Administrer des gouttes de solution ophtalmique de tropophamide à 1 % pour dilater les yeux de la souris et attendre 30 secondes. Ensuite, pour réduire les mouvements oculaires et les clignements, appliquez des gouttes de chlorhydrate de proparacaïne à 0,5 % sur les deux yeux, suivies de gouttes de gel lubrifiant pour les yeux et placez la souris sur un coussin d’eau chauffant.Préparez un mélange de colorants contenant un volume égal de vert d’indocyanine, ou ICG, et de colorant à la fluorescéine. Injecter 250 microlitres du mélange par injection intrapéritonéale dans le quadrant inférieur gauche près des pattes arrière de la souris, en le positionnant parallèlement à la peau pour éviter la perforation des organes. Rétractez soigneusement le piston en vous assurant qu’aucun sang n’a pénétré dans le capuchon de la seringue.Procédez en injectant progressivement le colorant à un rythme régulier. Ensuite, placez la souris sur le coussin chauffant de la plate-forme d’imagerie. Ajustez le positionnement du corps de la souris à un angle de 45 degrés par rapport à la caméra et inclinez doucement la tête légèrement vers le bas.Essuyez délicatement l’œil à imager à l’aide d’un coton-tige pour enlever la couche de gouttes ou de gels oculaires lubrifiants. Déplacez la caméra vers l’œil de la souris et sélectionnez le canal FA dans le module d’acquisition. Disposez la tête de la souris de manière à ce que le nerf optique soit centré sur l’écran, évitant ainsi d’avoir à incliner l’ophtalmoscope à balayage laser.Maintenant, passez au canal ICGA sur le module d’acquisition. Une fois que l’œil occupe tout l’écran du logiciel d’imagerie, tournez le bouton rond noir du module d’acquisition pour régler la sensibilité de l’image. Utilisez le bouton de l’ophtalmoscope pour affiner la mise au point.Ensuite, appuyez sur le bouton rond noir du module d’acquisition pour normaliser l’image. Après la normalisation, cliquez sur le bouton ACQUÉRIR sur l’écran tactile pour enregistrer l’image. Passez au canal FA à l’aide du module d’acquisition et ajustez à la fois la sensibilité et la mise au point de chaque image comme indiqué précédemment pour capturer la fuite de la néovascularisation choroïdienne ou de la lésion CNV.Ensuite, capturez des images pour la phase précoce de l’ICGA et de l’AF trois à quatre minutes après l’injection. Une fois toutes les images nécessaires capturées, appliquez un gel lubrifiant ou une pommade sur l’œil de la souris. La CNV capillaire domine les lésions de CNV chez les jeunes souris.En revanche, les souris âgées présentent une CNV artériolaire, caractérisée par des vaisseaux de gros calibre, des anses vasculaires et des connexions anastomotiques. Les souris jeunes et âgées montrent une visibilité claire du système vasculaire rétinien dans FA.In les images ICGA des jeunes souris, le système vasculaire rétinien n’est pas visible et les vaisseaux choroïdiens semblent estompés. Sur les images ICGA de souris âgées, on peut observer une vascularisation partielle de la rétine tandis que les vaisseaux choroïdiens semblent estompés.La CNV artériolaire chez les souris âgées présente une taille de CNV plus grande et beaucoup plus de fuites par rapport à la CNV capillaire chez les jeunes souris.

Research

JoVE Journal

Medicine

Preparation of CNV Mouse Model for Indocyanine Green Angiography (IGCA) and Fluorescein Angiography (FA)

Characterization of Vascular Morphology of Neovascular Age-Related Macular Degeneration by Indocyanine Green Angiography

Age-related macular degeneration (AMD) is a leading cause of blindness among older individuals, and its prevalence is rapidly increasing due to the aging ...

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