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

Farede Lazer ile İndüklenen CNV'nin Farklı Lezyon Tiplerinin Karakterizasyonu

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.

Yazar Spotlight: Koroidal Neovaskülarizasyonda İleri Vasküler Morfoloji Değerlendirmesi Yoluyla Anti-VEGF Direncinin Üstesinden Gelmek

Neovasküler Yaşa Bağlı Makula Dejenerasyonunun Vasküler Morfolojisinin İndosiyanin Yeşili Anjiyografi ile Karakterizasyonu

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.

İndosiyanin Yeşili Anjiyografi (IGCA) ve Floresein Anjiyografi (FA) için CNV Fare Modelinin Hazırlanması

Fareyi uyuşturduktan sonra, farenin yeterince uyuşturulup uyuşturulmadığını kontrol etmek için farenin pençelerinden birini hafifçe sıkıştırın. Farenin gözlerini genişletmek için% 1 tropikamid oftalmik solüsyon damlası uygulayın ve 30 saniye bekleyin. Ardından göz hareketini ve göz kırpmayı azaltmak için her iki göze %0,5 proparakain hidroklorür damlaları uygulayın, ardından kayganlaştırıcı göz jeli damlaları uygulayın ve fareyi bir ısıtma suyu yastığına yerleştirin.Eşit hacimde indosiyanin yeşili veya ICG ve floresein boyası içeren bir boya karışımı hazırlayın. Farenin arka bacaklarının yakınındaki sol alt kadrana intraperitoneal enjeksiyon yoluyla 250 mikrolitre karışım enjekte edin ve organ delinmesini önlemek için cilde paralel olarak konumlandırın. Şırınga kapağına kan girmediğinden emin olarak pistonu dikkatlice geri çekin.Boyayı sabit bir hızda kademeli olarak enjekte ederek devam edin. Ardından, fareyi görüntüleme platformunun ısıtma yastığına yerleştirin. Farenin gövdesinin konumunu kameraya göre 45 derecelik bir açıyla ayarlayın ve başını hafifçe aşağı doğru eğin.Kayganlaştırıcı göz damlası veya jel tabakasını çıkarmak için pamuklu çubuk kullanarak görüntülenecek gözü nazikçe silin. Kamerayı farenin gözüne doğru kaydırın ve çekim modülünden FA kanalını seçin. Farenin kafasını, optik sinir ekranda ortalanacak şekilde düzenleyin ve lazer tarama oftalmoskopunu eğme ihtiyacını ortadan kaldırın.Şimdi, alım modülündeki ICGA kanalına geçin. Göz, görüntüleme yazılımında tüm ekranı kapladığında, görüntü duyarlılığı ayarlamaları için çekim modülündeki yuvarlak siyah düğmeyi çevirin. Odakta ince ayar yapmak için oftalmoskopun düğmesini kullanın.Ardından, görüntüyü normalleştirmek için çekim modülündeki yuvarlak siyah düğmeye basın. Normalleştirmeden sonra, görüntüyü kaydetmek için dokunmatik ekran panelindeki AL düğmesine tıklayın. Çekim modülünü kullanarak FA kanalına geçin ve koroidal neovaskülarizasyon veya CNV lezyonunun sızıntısını yakalamak için daha önce gösterildiği gibi her görüntünün hem hassasiyetini hem de odağını ayarlayın.Ardından, enjeksiyondan üç ila dört dakika sonra ICGA ve FA'nın erken aşaması için görüntüler yakalayın. Gerekli tüm görüntüler yakalandıktan sonra, farenin gözüne bir jel kayganlaştırıcı veya merhem sürün. Kılcal CNV, genç farelerde CNV lezyonlarına hakimdir.Buna karşılık, yaşlı fareler, büyük kalibreli damarlar, vasküler döngüler ve anastomoz bağlantıları ile karakterize edilen arteriyolar CNV sergiler. Hem genç hem de yaşlı fareler, genç farelerin ICGA görüntülerinde retina damar sisteminin net görünürlüğünü FA.In, retina damar sistemi görünmez ve koroid damarları soluk görünür. Yaşlı farelerin ICGA görüntülerinde, koroid damarları soluk görünürken kısmi retinal damar sistemi gözlenebilir.Yaşlı farelerde arteriolar CNV, genç farelerde kılcal CNV'ye kıyasla daha büyük bir CNV boyutu ve önemli ölçüde daha fazla sızıntı sergiler.

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 ...

Tıp