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
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Este estudo foi suportado por concessões do Instituto Karolinska, Fundação do coroa princesa Margareta para os deficientes visuais, Edwin Jordan Fundação para pesquisa oftalmológico, o sueco Eye Foundation, da rei Gustav Foundation V, a ARMEC Lindeberg Foundation e Fundação Cronqvist.

O seguinte protocolo segue as orientações de cuidados com animais de Karolinska Instituet. Todas as experiências com animais usando coelhos albinos de Nova Zelândia (Tabela de materiais) foram aprovadas pelo Comitê de ética animal regional (Stockholms Norra Djurförsöksetiska Nämnd) (permitir: dnr 56/15). O uso de hESC (dnr 2011/745-31/3) e a transferência e manipulação de hESC-RPE (dnr 2013/813-31/2) também está em conformidade com a legislação sueca e regulamentos do Karolinska Institute...

<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>

Neste protocolo, a geração de um modelo de grandes olhos de GA e seu uso pré-clínicos para avaliar hESC-RPE integração na vivo é descrita.
Para tradução de terapias regenerativas para GA e doenças relacionadas para a clínica7, é importante desenvolver e aperfeiçoar métodos que fielmente capturar os métodos clínicos para o transplante e de imagem. O coelho é neste aspecto atraente: tem um olho relativamente grande que permite que a cirurgia intr...

Este protocolo descreve a geração de um modelo de grandes olhos pré-clínicos de atrofia geográfica (GA) que permite a avaliação da integração do transplantado hESC-RPE no espaço subretinal. Os métodos descritos em detalhe aqui têm sido utilizados em 3 publicações recentes que demonstram a produção de uma população enriquecida, pura e funcional das células RPE de hESC1, bem como a criação de danos na retina exterior e um fenótipo de GA-como induzida pela subretinal injeção de soluções salinas fisiológicas (i.e., BSS e PBS) ou NaIO3 no coelho olho2,3. Mais demonstrámos que transplantes de suspensão sub retiniana de hESC-RPE formam extensas monocamadas funcionais com capacidade de resgate do fotoreceptor2.
Várias vantagens acompanham o uso do olho de coelho para a geração de um modelo de GA da doença. Em primeiro lugar, o tamanho do olho de coelho, que é de 70% do volume de um olho humano adulto, permite o transplante clinicamente significativa usando uma densidade de celular que é muito menor do que rotineiramente utilizados em olhos pequenos roedores (1.000 células / µ l vs 50.000 células / µ l)4 , 5. em segundo lugar, a cirurgia em roedores é geralmente transscleral através da coroide, que compromete a barreira da retina e potencialmente desencadeia uma resposta inflamatória e uma possível rejeição6. Os dois fatores juntos podem levar a multilayering e aglutinação de células transplantadas e uma integração total pobre das células transplantadas em um tecido retinal nativo perturbado. No entanto, o modelo de grandes olhos coelho permite executar uma técnica cirúrgica com instrumentação idêntica a um ambiente clínico. Em terceiro lugar, um modelo de grandes olhos também permite alta resolução na vivo de imagens e monitoramento de células transplantadas e retina sobrejacente a tempo1,2,3. Assim, descrevemos um modelo pré-clínicos clinicamente relevante e custo-eficiente que deve ser uma alternativa atraente para roedores para qualquer pessoa com interesse em pesquisa de retina normal e doente e o espaço abaixo da retina.

<table >
	<tbody>
		<tr >
			<td >NutriStem hESC XF differentiation medium &#8211;bFGF and &#8211;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 Ca2+ and Mg2+</td>
			<td >Gibco, ThermoFisher Scientific Corp</td>
			<td >14190-094</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Cell strainer 40 &#956;m Nylon</td>
			<td >VWR</td>
			<td >732-2757</td>
			<td ></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Needle 30g 0.5&#8217;&#8217;; 0.3 x 13mm</td>
			<td >BD Microlance</td>
			<td >304827</td>
			<td ></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Acrodisc 25mm 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 >NaIO3</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&#233;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 >25G/38G polytip subretinal cannula</td>
			<td >MedOne Surgical Inc</td>
			<td >3219</td>
			<td >25G/38G</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&#39;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 &#38; 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&#246;pings Rabbit Farm, Sweden</td>
			<td ></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >hESC-RPE cells</td>
			<td ></td>
			<td ></td>
			<td>See reference number 1</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

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

Atrofia geográfica (GA), a fase tardia do degeneration macular age-related seco é caracterizada por perda de pigmento da retina epitelial (RPE) camada, que leva à subsequente degeneração das estruturas da retina vitais (por exemplo, fotorreceptores) causando deficiência de visão severa. Da mesma forma, RPE-perda e diminuição da acuidade visual é visto no seguimento a longo prazo acima dos pacientes com avançado relacionadas com a idade degeneração macular úmida (AMD) intravitreal tratamento de anti-vascular fator de crescimento endotelial (VEGF). Portanto, por um lado, é fundamental para derivar eficientemente as células RPE de uma fonte ilimitada de que poderia servir como terapia de reposição. Por outro lado, é importante avaliar o comportamento e a integração das células derivadas em um modelo da doença acarrete cirúrgica e métodos de imagem como perto possível aqueles aplicados no corpo humano. Aqui, nós fornecemos um protocolo detalhado baseado em nossas publicações anteriores que descreve a geração de um modelo pré-clínicos de GA usando o olho de coelho albino, para avaliação das células-tronco embrionárias humanas derivadas de células epiteliais de pigmento retinal (RPE-hESC) em um configuração de clinicamente relevante. HESC-RPE diferenciado são transplantadas para olhos ingénuos ou olhos com NaIO3-induzido GA-como degeneração da retina usando uma G 25 transvitreal pars plana técnica. Avaliação de áreas degeneradas e transplantadas é realizada pelo multimodal de alta resolução não-invasiva imagens em tempo real.

Representante na vivo imagens da FAB, IR-cSLO e SD-PTU de uma retina de coelho albino normal são mostradas na Figura 2. Observe as diferentes camadas da retina com seus distintos níveis de reflexão da luz capturada pelo instrumento SD-OCT.
Figura 1A e figura 1B, a instalação para criar bolhas sub retiniana é ilustrada: um ret...

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

Subretinal transplante de células epiteliais de pigmento retinal derivado de células-tronco embrionárias humanas em um modelo de grandes olhos de atrofia geográfica

Células epiteliais de pigmento retinal podem servir como uma terapia de reposição celular para a forma avançada de degeneration macular age-related seco. Este protocolo descreve a geração de um modelo de grandes olhos de atrofia geográfica e o subretinal transplante de células epiteliais de pigmento retinal embrionárias humanas células-tronco derivadas para este modelo de doença.

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

Research

JoVE Journal

Biology

Propagation of Human Embryonic Stem (ES) Cells

Propagation of Human Embryonic Stem ES Cells

Propagação de-tronco embrionárias humanas (ES) Células

Biologia

Isolation and Transplantation of Hematopoietic Stem Cells (HSCs)

Isolation and Transplantation of Hematopoietic Stem Cells HSCs

Isolamento e Transplante de Células-Tronco Hematopoéticas (HSCs)

Derivation of Hematopoietic Stem Cells from Murine Embryonic Stem Cells

Derivação de Células-Tronco Hematopoéticas murino de Células-Tronco Embrionárias

A stem cell is defined as a cell with the capacity to both self-renew and generate multiple differentiated progeny.  Embryonic stem cells (ESC) are ...

Tracheotomy: A Method for Transplantation of Stem Cells to the Lung

Traqueotomia: Um Método para Transplante de Células-Tronco para o pulmão

Lung disease is a leading cause of death and likely to become an epidemic given increases in pollution and smoking worldwide. Advances in stem cell ...

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Derivação de células estaminais embrionárias humanas por Immunosurgery

The ability of human embryonic stem cells to self-renew and differentiate into all cell types of 
the body suggests that they hold great promise for both ...

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Live-cell Imaging and Quantitative Analysis of Embryonic Epithelial Cells in Xenopus laevis

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Em células vivas, Imagem e Análise Quantitativa de células embrionárias epiteliais em Xenopus laevis</em

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Xenotransplante de células-tronco humanas no embrião de galinha

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