Nous démostosons ici plusieurs tests in vivo (potentiel évoqué visuel flash, électrorétinogramme de motif et tomographie par cohérence optique) chez le macaque caprin et rhésus pour comprendre la structure et la fonction du nerf optique et de ses neurones.
Le nerf optique recueille les signaux axones des cellules ganglionnaires de la rétine et transmet le signal visuel au cerveau. Les grands modèles animaux de lésion du nerf optique sont essentiels pour traduire de nouvelles stratégies thérapeutiques des modèles de rongeurs à l’application clinique en raison de leurs similitudes plus étroites avec les humains en taille et en anatomie. Nous décrivons ici quelques méthodes in vivo pour évaluer la fonction et la structure des cellules ganglionnaires rétiniennes (CGR) et du nerf optique (ON) chez les grands animaux, y compris le potentiel évoqué visuel (VEP), l’électrorétinogramme de motif (PERG) et la tomographie par cohérence optique (OCT). Des primates caprins et non humains ont été utilisés dans cette étude. En présentant ces méthodes in vivo étape par étape, nous espérons augmenter la reproductibilité expérimentale entre différents laboratoires et faciliter l’utilisation de grands modèles animaux de neuropathies optiques.
Le nerf optique (ON), qui est constitué d’axones des cellules ganglionnaires de la rétine (RGC), transmet le signal visuel de la rétine au cerveau. Les maladies onéreuses, comme le glaucome, la neuropathie optique traumatique ou ischémique, ont souvent causé une dégénérescence irréversible de l’ON/RGC et une perte visuelle dévastatrice. Bien qu’il existe actuellement de nombreuses percées dans la régénération des ON et la protection RGC dans les modèles de rongeurs1,2,3,4,5,6, les traitements cliniques pour la plupart des maladies on sont restés essentiellement les mêmes au cours du dernier demi-siècle avec des résultats insatisfaisants7,8 . Pour combler le fossé entre la recherche fondamentale et la pratique clinique, les études translationnelles utilisant de grands modèles animaux de maladies ON sont souvent nécessaires et bénéfiques en raison de leur similitude anatomique plus étroite avec les humains que les modèles de rongeurs.
Les macaques de chèvre et les macaques rhésus sont deux grandes espèces animales utilisées dans notre laboratoire pour modéliser la maladie ON humaine. La taille du globe oculaire d’une chèvre, ON, et de la structure adjacente (cavité orbitale et nasale, base du crâne, etc.) est similaire à celle d’un humain sur la base de la tomodensitométrie du crâne9. En tant que tel, le modèle de chèvre offre l’occasion d’évaluer et d’affiner les dispositifs thérapeutiques ou les procédures chirurgicales avant leur utilisation chez l’homme. Le macaque rhésus, en tant que primate non humain (PSN), a un système visuel unique semblable à celui de l’homme qui n’existe pas chez d’autres espèces10,11. De plus, les réponses physiopathologiques aux blessures et aux traitements dans les PSN sont très similaires à celles des humains12.
Les essais in vivo visant à évaluer longitudinalement la structure et la fonction de l’ON et du RGC sont importants dans les études sur de grands animaux. L’électrorétinogramme de modèle (PERG) a été utilisé pour évaluer la fonction RGC. Le potentiel évoqué visuel flash (FVEP) reflète l’intégrité de la voie rétino-géniculo-corticale dans le système visuel. Ainsi, PERG combiné avec FVEP peut refléter la fonction ON9,13,14 . L’imagerie par tomographie par cohérence optique rétinienne (OCT) peut montrer la structure rétinienne avec une résolution temporelle et spatiale élevée, ce qui permet de mesurer l’épaisseur du complexe ganglionnaire rétinien (CCG)9,15. Pour les examens électrophysiologiques de cette étude, la surveillance des signes vitaux (taux de chaleur, taux de rupture, pression artérielle) et du niveau de saturation en oxygène (SpO2) avant les tests est cruciale car ces paramètres ont des impacts puissants sur le flux sanguin oculaire et donc sur la fonction du système visuel. Cependant, nous n’avons pas surveillé les signes vitaux lors de la réalisation de l’imagerie rétinienne OCT par souci de simplicité. Selon notre étude précédente9, l’épaisseur du CCG mesurée par imagerie rétinienne OCT est assez stable, avec un coefficient de variation inter-session proche de 3%. Ces tests in vivo chez le macaque caprin et le macaque rhésus ont été décrits en détail dans notre étude précédente9. Nous présentons ici ces méthodes pour aider à augmenter la transparence expérimentale et la reproductibilité.
Dans cette étude, nous présentons un protocole de VEP, PERG et OCT chez le macaque de chèvre et de rhésus. Ces méthodes in vivo peuvent être appliquées dans de grands modèles animaux de diverses neuropathies optiques, telles que le glaucome, la neuropathie optique ischémique ou traumatique et la névrite optique9.
Le PVEP est plus stable et sensible que le FVEP17 ; cependant, il ne peut pas être obtenu chez la <sup class="xref"…
The authors have nothing to disclose.
Cette étude a été financée par les subventions suivantes : National Key R&D Program of China (2021YFA1101200); Projet de recherche médicale de Wenzhou (Y20170188), Programme national clé de R&D de Chine (2016YFC1101200); Fondation nationale des sciences naturelles de Chine (81770926;81800842); Programme clé de R&D de la province du Zhejiang (2018C03G2090634); et le programme clé de R&D de l’hôpital ophtalmologique de Wenzhou (YNZD1201902). Le promoteur ou l’organisme de financement n’a joué aucun rôle dans la conception ou la conduite de cette recherche.
47.6 x 26.8 cm monitors | DELL Inc. | E2216HV | The visual stimuli of contrast-reversal black-white checkerboards were displayed on screens |
6.0 mm tracheal tube | Henan Tuoren Medical Device Co., Ltd | PVC 6.0 | ensure the airway |
alligator clip | |||
atropine | Guangdong Jieyang Longyang Animal pharmaceutical Co.,Ltd. | reduce bronchial secretion and protect heart from vagal nerve activation | |
Carbomer Eye Gel | Fabrik GmbH Subsidiary of Bausch & Lomb | moisten the cornea and stabilize the recording electrodes | |
ERG-Jet recording electrodes | Roland Consult Stasche&Finger GmbH | 2300 La Chaux-De-Fonds | ERG recording |
eye speculum | Shanghai Jinzhong Medical Device Co., Ltd | ZYD020 | open palpebral fissure |
Heidelberg Spectralis OCT system | Heidelberg Engineering | OCT system | |
Imaging | (https://www.heidelbergengineering.com/media/e-learning/Totara-US/files/pdf-tutorials/2238-003_Spectralis-Training-Guide.pdf) | ||
isoflurane | RWD Life Science Co., Ltd | R510-22 | isoflurane anesthesia |
male Saanen goats | Caimu Livestock Company, country (Hangzhou, China) | The male Saanen goats, aged from 4 to 6 months with weight of 19–23 kg | |
needle electrode | Roland Consult Stasche&Finger GmbH | U51-426-G-D | use for FVEP ground electrode and PERG reference electrodes |
periphery venous catheter intravenously | BD shanghai Medical Device Co., Ltd | 383019 | intravenous access for atropine and propofol |
propofol | Xian Lipont Enterprise Union Management Co.,Ltd. | induce Isoflurane anesthesia in goat | |
Tropicamide Phenylephrine Eye Drops | SANTEN OY, Japan | 5% tropicamide and 5% phenylephrine hydrochloride | |
visual electrophysiology device | Gotec Co., Ltd | GT-2008V-III | use for FVEP & PERG |
xylazine | Huamu Animal Health Products Co., Ltd. | xylazine anesthesia: intramuscular injection of xylazine 3mg/kg | |
zoletil50 | Virbac | induce Isoflurane anesthesia in monkey |