Vi beskriver brugen af en hornhin hornhin til at teste den antivirale effekt af eksperimentelle lægemidler.
Vira og bakterier kan forårsage en række okulære overfladefejl og degeneration såsom sår og sår gennem hornhindeinfektion. Med en seroprevalens, der spænder fra 60-90% på verdensplan, forårsager Herpes Simplex Virus type-1 (HSV-1) almindeligvis slimhindede læsioner i orofacialområdet, som også manifesterer sig som læsioner og infektionsrelateret blindhed. Mens de nuværende antivirale lægemidler er effektive, kræver fremkomsten af resistens og persistens af giftige bivirkninger udvikling af nye antivirale lægemidler mod dette allestedsnærværende patogen. Selv om in vitro-vurdering giver nogle funktionelle data vedrørende en spirende antiviral, de ikke påvise kompleksiteten af okulært væv in vivo. In vivo-undersøgelser er imidlertid dyre og kræver uddannet personale, især når man arbejder med virale stoffer. Derfor ex vivo modeller er effektive endnu billige trin til antivirale test. Her diskuterer vi en protokol til at studere infektion med HSV-1 ved hjælp af porcine hornhin hornhinde ex vivo og en metode til at behandle dem topisk ved hjælp af eksisterende og nye antivirale lægemidler. Vi demonstrerer også metoden til at udføre en plak assay ved hjælp af HSV-1. De beskrevne metoder kan anvendes til at udføre lignende forsøg for at studere infektioner, der ligner HSV-1 patogenet.
Personer, der lider af øjeninfektioner, pådrager sig ofte synstab1. Med en høj seroprevalens på verdensplan lider HSV-inficerede personer af tilbagevendende øjeninfektioner, der fører til hornhinde ardannelse, stromal keratitis og neovascularization2,3,4,5. HSV-infektioner har også vist sig at forårsage sjældnere, en række alvorlige tilstande blandt immunkompromitterede, ubehandlede patienter som encephalitis og systemisk sygelighed6,7,8. Lægemidler som Acyclovir (ACV) og dens nukleoside analoger har vist konsekvent succes med at bremse HSV-1 infektion og endda kontrollere reaktivering endnu den langvarige brug af disse stoffer er forbundet med nyresvigt, føtale abnormiteter og manglende begrænsning af fremkomsten af lægemiddelresistens mod udviklende virusstammer9,10,11,12,13. Kompleksiteter forbundet med HSV-1 okulære infektioner, er tidligere blevet undersøgt in vitro ved hjælp af monolayers og 3D kulturer af menneskelige hornhindeceller og in vivo ved hjælp af murin eller kanin okulære infektioner. Mens disse in vitro-modeller giver betydelige data om de cellulære biologiske komponenter i HSV-1-infektioner, undlader de imidlertid at efterligne den indviklede kompleksitet af hornhindevæv og gør meget for at belyse dendritiske spredning af virus14. I modsætning hertil, selv om in vivo systemer er mere indsigtsfulde i at vise infektion spredes i hornhinder og immunaktivering svar under HSV-1 infektion, de kommer med det forbehold, at de kræver uddannede efterforskere og store faciliteter for dyrepleje at overse eksperimenter.
Her bruger vi porcine hornhinde som en ex vivo model til at undersøge HSV-1 infektion induceret sårsystem. Både den potentielle farmakologi af visse lægemidler samt celle- og molekylærbiologien i sårsystemet forårsaget af infektionen kan studeres gennem vævseksplanter. Denne model kan også ændres til brug for andre virale og bakterielle infektioner samt. I denne undersøgelse blev der anvendt hornhinhindeas til at teste den antivirale effekt af et præklinisk lille molekyle, BX795. Brugen af hornhin hornhinde var foretrukket på grund af nem adgang og omkostningseffektivitet. Derudover er porcine hornhin hornhin modeller gode modeller af menneskelige øjne med hornhinder er let at isolere, tilstrækkeligt størrelse til infektion og visualisering og robust til at håndtere15. Porcine hornhin hornhinde er også sammenlignelig med kompleksiteten af menneskelige hornhinde modeller i både trans hornhinde permeabilitet og systemisk absorption15. Ved at bruge denne model til undersøgelsen var vi i stand til at belyse, hvordan BX795 er værd at undersøge nærmere som en kompetent hæmmer af HSV-1-virusinfektion og tilføjer til litteraturen om at klassificere det som en potentiel lillemolekyle antiviral forbindelse16.
Tidligere forskning har vist BX795 at have en lovende rolle som et antiviralt middel mod HSV-1 infektion; ved at hæmme tank-bindende kinase 1 (TBK1)16. Både TBK1 og autofagi har spillet en rolle i at hjælpe hæmme HSV-1 infektion som påvist på humane hornhinde epitelceller. BX795 viste sig at være maksimalt effektiv med antivirale aktiviteter i en koncentration på 10μM og ved hjælp af både western blot analyse og viral plaque analyse af centrale virale proteiner, BX795 viste sig at hæmm…
The authors have nothing to disclose.
Denne undersøgelse blev støttet af NIH tilskud (R01 EY024710, RO1 AI139768, og RO1 EY029426) til D.S. A.A. blev støttet af en F30EY025981 tilskud fra National Eye Institute, NIH. Undersøgelsen blev udført ved hjælp af porcine hornhinder opnået fra Park Packing selskab, 4107 Ashland Avenue, New City, Chicago, IL-60609
30 G hypodermic needles. | BD | 305128 | |
500 mL glass bottle. | Thomas Scientific | 844027 | |
Antimycotic and Antibiotic (AA) | GIBCO | 15240096 | Aliquot into 5 mL tubes and keep frozen until use |
Benchtop vortexer. | BioDot | BDVM-3200 | |
Biosafety cabinet with a Bio-Safety Level-2 (BSL-2) certification. | Thermofisher Scientific | Herasafe 2030i | |
Calgiswab 6" Sterile Calcium Alginate Standard Swabs. | Puritan | 22029501 | |
Cell scraper – 25 cm | Biologix BE | 70-1180 70-1250 | |
Crystal violet | Sigma Aldrich | C6158 | Store the powder in a dark place |
Dulbecco’s modified Eagle’s medium – DMEM | GIBCO | 41966029 | Store at 4 °C until use |
Ethanol | Sigma Aldrich | E7023 | |
Fetal bovine serum -FBS | Sigma Aldrich | F2442 | Aliquot into 50 mL tubes and keep frozen until use |
Flat edged tweezers – 2. | Harward Instruments | 72-8595 | |
Freezers –80 °C. – | Thermofisher Scientific | 13 100 790 | |
Fresh box of blades. | Thomas Scientific | TE05091 | |
Guaze | Johnson & Johnson | 108 square inch folder 12 ply | |
HSV-1 17GFP | grown in house | – | Original strain from Dr. Patricia Spears, Northwestern University. GFP expressing HSV-1 strain 17 |
Insulin, Transferrin, Selenium – ITS | GIBCO | 41400045 | Aliquot into 5 mL tubes and keep frozen until use |
Magnetic stirrer. | Thomas Scientific | H3710-HS | |
Metallic Scissors. | Harward Instruments | 72-8400 | |
Micropipettes 1 to 1000 µL. | Thomas Scientific | 1159M37 | |
Minimum Essential Medium – MEM | GIBCO | 11095080 | Store at 4 °C until use |
OptiMEM | GIBCO | 31985047 | Store at 4 °C until use |
Penicillin/streptomycin. | GIBCO | 15140148 | Aliquot into 5 mL tubes and keep frozen until use |
Phosphate Buffer Saline -PBS | GIBCO | 10010072 | Store at room temperature |
Porcine Corneas | Park Packaging Co., Chicago, IL | 0 | Special order by request |
Procedure bench covers – as needed. | Thermofisher Scientific | S42400 | |
Serological Pipettes | Thomas Scientific | P7132, P7127, P7128, P7129, P7137 | |
Serological Pipetting equipment. | Thomas Scientific | Ezpette Pro | |
Stereoscope | Carl Zeiss | SteREO Discovery V20 | |
Stirring magnet. | Thomas Scientific | F37120 | |
Tissue culture flasks, T175 cm2. | Thomas Scientific | T1275 | |
Tissue culture incubators which can maintain 5% CO2 and 37 °C temperature. | Thermofisher Scientific | Forma 50145523 | |
Tissue culture treated plates (6-well). | Thomas Scientific | T1006 | |
Trypsin-EDTA (0.05%), phenol red | GIBCO | 25-300-062 | Aliquot into 10 mL tubes and keep frozen until use |
Vero cells | American Type Culture Collection ATCC | CRL-1586 |