Épithélium pigmentaire rétinien (EPR) des stratégies de remplacement et de la thérapie à base de gènes sont considérés pour plusieurs maladies dégénératives de la rétine. Pour la traduction clinique, de grands modèles animaux de l'œil sont nécessaires pour étudier les techniques chirurgicales applicables chez les patients. Nous présentons ici un modèle de lapin pour la chirurgie sous-rétinienne orientée vers RPE transplantation, qui est polyvalent et rentable.
Âge dégénérescence maculaire liée (AMD), la rétinite pigmentaire, et d'autres maladies liées à l'EPR sont les causes les plus courantes pour la perte irréversible de la vision chez les adultes dans les pays industriellement développés. RPE transplantation semble être une thérapie prometteuse, car elle peut remplacer RPE dysfonctionnel, restaurer sa fonction, et ainsi la vision.
Nous décrivons ici un procédé pour la transplantation d'un EPR monocouche de culture sur un échafaudage dans l'espace sous-rétinien (SRS) de lapins. Après xénogreffes de vitrectomie ont été livrés dans le SRS en utilisant un jeu de tir sur mesure composé d'une buse métallique de calibre 20 avec un polytétrafluoroéthylène (PTFE) plongeur revêtu. La technique actuelle a évolué dans plus de 150 chirurgies de lapin sur 6 ans. Post-opératoire suivi peut être obtenue en utilisant non invasive et répétitif dans l' imagerie in vivo tel que le domaine spectral optique de tomographie par cohérence (SD-OCT) suivie d' une histologie de perfusion fixe.
thméthode de e a des étapes bien définies pour faciliter l'apprentissage et le taux de réussite élevé. Les lapins sont considérés comme un grand modèle animal de l'oeil utile dans les études précliniques pour la traduction clinique. Dans ce contexte, les lapins sont une alternative rentable et peut-être pratique pour d'autres grands modèles animaux des yeux.
liée à l'âge de la dégénérescence maculaire (DMLA) est la cause la plus fréquente de déficience visuelle chez les adultes âgés de 50 ans ou plus dans les pays industriellement développés, car il provoque la perte de la vision centrale. Environ 15% de ces patients souffrent de la forme «humide» de la maladie, dans laquelle la néovascularisation provient de la choroïde et perturbe la fonction rétinienne 1. Cette variante peut être traitée par un traitement très efficace avec répétition des injections intra-vitréennes des médicaments anti – angiogéniques 2. Cependant, la grande majorité des patients (~ 85%) souffrent de la forme sèche, qui se caractérise par des dépôts extracellulaires (par exemple, drusen) sous l'épithélium pigmentaire rétinien (EPR). Ces dépôts provoquent un dysfonctionnement RPE conduisant à l'atrophie rétinienne dans la macula. Compte tenu de l'absence de toutes les options thérapeutiques curatives, AMD a évolué dans un domaine de recherche en développement intensive, où beaucoup de différentes approches thérapeutiques curatives sont testées. remplacement de la RPE chirurgicale estune attrayante possibilité future pour vaincre cette maladie débilitante 3.
Autogreffe RPE subrétinien remplace RPE dysfonctionnelle ou perdu dans macula, et a le potentiel de restaurer sa fonction physiologique 4-9. Cette technique chirurgicale a eu une percée avec le développement de protocoles de différenciation des cellules EPR souches embryonnaires humaines (hESC) et des cellules souches pluripotentes induites (CISP), ce qui donne le scientifique une source illimitée de cellules pour la transplantation d' un EPR 10. RPE transplantation est maintenant reconnu comme un first-in-humaine demande attractive pour les cellules souches thérapeutiques dérivés. L'œil offre un excellent accès chirurgical et sophistiqué d'outils de suivi in vivo 11-13.
Pour transplanter le RPE, une façon est avec une livraison peu invasive en utilisant une suspension de cellules, alternativement, afin de mieux préserver les caractéristiques de l'EPR et de la fonction de greffe, arti fi cielle porte-substrAtes (échafauds) pour le remplacement de l' EPR sont considérés comme 4,14,15. Modèles grands animaux sont nécessaires pour la validation préclinique, mais des informations techniques détaillées sur la manipulation des animaux et la technique chirurgicale est manquante à ce jour 16-23.
Nous et d' autres 11,24 en dépit des preuves du contraire 25, suggérons l'utilisation d'un substrat de support rigide mais élastique car il fournit une manipulation plus sûre, préserve l' intégrité de la monocouche et la fonctionnalité. Au fil du temps, nous avons testé plusieurs instruments et techniques auxiliaires conçus sur mesure pour l'implantation de cellules porteuses soutenues greffes RPE dans l'espace sous-rétinien (SRS). Nous avons utilisé des enregistrements vidéo peropératoires, in vivo ophtalmoscopie laser à balayage combiné avec domaine spectral tomographie par cohérence optique (SLO / SD-OCT), et l' histologie pour évaluer le succès de l' implantation 14,26,27. Ici, nous fournissons notre recommandation actuelle pour les implants sous-rétiniens RPE chez les lapins,qui ont été testés dans 5 souches de lapin différentes, 7 matériaux de support de cellules et sources de cellules 4 RPE dans plus de 150 procédures.
En utilisant un modèle de lapin, une méthode sûre et reproductible est présenté pour la livraison transvitreal des RPE cultivées sur des supports de cellules dans l'espace sous-rétinien avec un instrument de tir conçu sur mesure. La méthode décrite offre une technique chirurgicale courte / optimisé pour l'apprentissage facile, car il implique des techniques standard en vitrectomie avec des manoeuvres sous-rétiniens. Résultat est grandement facilitée par une interface vitréo-rétinienne propre, et la perfusion intra-oculaire qui évite la turbulence fluide sur le site d'implantation, induisant bleb décollement de la rétine (BRD) à basse pression intraoculaire, ce qui empêche la rétine et des lésions sclérotique par la sécheresse, et un positionnement approprié du lapin.
Nous avertissons cependant, comme plusieurs complications intra-opératoires peuvent survenir à tout moment, ce qui entrave le succès de l'implantation, par exemple intra saignées oculaires, l'anesthésie fading off au cours des étapes vitales telles que l'implantation, l'effondrement de la BRD due à la manipulation de l'instrument ou hypotonie oculaire, rabbit décès dus à des doses excessives de l'anesthésie, une pression artérielle basse pendant longue opération causant des lésions cérébrales hypoxiques, ou hyperthermie. Pourtant, ces complications diminuent avec le temps car ils sont rapidement abordés et résolus en augmentant l'expérience de l'équipe chirurgicale.
Certaines complications peuvent être réduites en suivant quelques simples mais cruciales étapes. Lubrifiant devrait être ajouté tous les 5 – 10 min pour empêcher la cornée, des lésions scléral et conjonctivale pendant l'opération, et de maintenir un milieu intraoculaires claires, comme séchées sclérotique / noircie peut être une cause de déhiscence de la plaie, ce qui à son tour conduit à une hypotonie oculaire et / ou une fuite de sclérotomies peropératoire. L' héparine doit être ajouté pour empêcher la formation d'un film de fibrine qui rend difficile l' implantation sous – rétinien en particulier et en ajoutant simultanément l' épinéphrine pour réduire les saignements sous héparine 16. fois trop long héparine / exposition d'épinéphrine (> 1 heure) doivent être évitées pour empêcher ede cornéennema par décompensation endothéliale 33, une crise hypertensive ou de décès peropératoire. retrait du vitré Méticuleux doit être effectué à l'instrument (entrée) Port pour éviter la rétine et / ou des détachements de la choroïde. instruments intraoculaires doivent être indiqués vers le pôle postérieur pour éviter lentille contact (provoque la formation de la cataracte iatrogène) ou (site d'entrée) de dommages à la rétine. Un intraoculaire orifice latéral canule de perfusion doit être utilisé, car il atténue le courant-jet autour de la zone d'implantation, empêchant ainsi la déchirure incontrôlée du rétinotomie, et l'effondrement de la BRD. BRD induction dans la ligne médiane (axe vertical du nerf optique) ou à proximité de fibres optiques médullaires doivent être évitées pour empêcher de vastes décollements de la rétine iatrogènes. Enfin, last but not least BRD devrait être induite à basse pression intraoculaire, pour éviter une injection BSS sous – rétinien en utilisant des taux excessifs d'écoulement qui peut conduire à une lésion de la rétine (par exemple., En étirant).
De nombreuses variables de l'étude tels que carrie cellulairevariantes de r, foetal, souches adultes ou sources de cellules RPE dérivées de cellules, choix pour les immunosuppresseurs, etc., peuvent être explorées 14,26,27,34. Poursuite de l' amélioration telles que les méthodes de culture de RPE sans sérum, caractérisation des xenoRPE dans l' espace sous – rétinien, l' enlèvement de la couche RPE hôte 14 ou stratégies pour l' ancrage de l' implant sont les travaux en cours.
À ce jour, les techniques décrites ont été utilisées sur 5 souches de lapin différentes, y compris chinchilla bâtard, Chinchilla bastard / hybrides, KBL Nouvelle-Zélande Blanc / Croix-Rouge, la Nouvelle-Zélande White (albinos) et néerlandais ceinturée. Les deux lapins mâles et femelles ont été opérés, avec des lapins au moins 1,5 kg ou 2 mois (selon les espèces). La plupart des chirurgies étaient sur des lapins pigmentés (bâtards chinchilla ou hybrides bâtardes chinchilla) avec des poids compris entre 2,5 à 3 kg.
Toutes les souches de lapin nous avons eu l'occasion de travailler avec semblent avoir quelques particularités. Etant donné les accessive disponibilité des lapins pigmentés de la souche chinchilla bâtarde en Allemagne en 2009-13, nous avons recueilli le plus d'expérience avec ces animaux. Malheureusement, il est plus disponible, puisque l'élevage a été abandonné, mais se compare très bien à la Nouvelle-Zélande Blanc / Croix-Rouge, sauf pour la sclérotique plus avantageux plus épais et de plus grands volumes d'oeil dans ce dernier. hybrides bâtards Chinchilla ont la formation de fibrine peropératoire significatif et nécessitent l'utilisation d'héparine / épinéphrine tel que décrit ci-dessus pour assurer les manoeuvres réussies sous-rétiniens. Ce protocole a également été réalisée en non-pigmentées lapins albinos (blancs de Nouvelle Zélande), la création cependant particulièrement BRD et l'implantation sous-rétinien est plus difficile étant donné l'appréciation réduite de contraste. La faisabilité d'induire un détachement postérieur du vitré ne semblait pas la souche de lapin dépendante dans nos mains.
livraison sous-rétinien Transvitreal est probablement la stratégie chirurgicale future de choix étant donné qu'il est le plus comm sur la route de nos jours en clinique pour accéder à la rétine. En conséquence , beaucoup d' autres groupes ont présenté de telles techniques pour RPE cultivées sur support soutient dans le travail des animaux 11,15,23,35. Aramant et al. 36 ont un instrument, qui place plutôt que pousse leur implant hydrogel mou-encapsulé à son site cible sous – rétinien. La conception de Thumann et al. Utilise une spatule creuse, ce qui libère le greffon sur support par celui – ci flottant au large par injection de fluide 19. Les deux anciennes stratégies nécessitent l'insertion sous-rétinien de l'instrument, ce qui à notre avis est plus sujette à des complications, par rapport à un instrument epiretinally appositioned. Montezuma et al. 22 décrit un instrument d'insertion sous – rétinien pour la livraison des implants de puces sous – rétiniens chez les porcs , mais pas d' autres travaux ont été publiés depuis le meilleur de nos connaissances. Nous avons été en mesure d'étendre la technique décrite avec une certaine modification de porc.
jove_content "> Nos supports de cellules préférées sont de 10 microns de téréphtalate de polyester épais (PET) membranes. Du point de vue chirurgical, ce matériau présente les paramètres de rigidité et d'élasticité favorables, en plus de sa grande polyvalence au cours des expériences de culture cellulaire. Nous avons trouvé que des expériences similaires avec le tétrafluoréthylène expansé Lorsque lactique-co-acide glycolique (PLGA), ainsi que des nanofibres composites (PLGA ou PET) et ultramince PET 26 – (ePTFE) 37 ou nanofibres électrofilées de membranes à partir de PET, les poly-lactique / acide capronolactic (PLCL) ou poly. membranes PET sont utilisés avec notre instrument de tir métallique, ils ont une tendance occasionnelle à présenter une charge électrostatique, qui remet en cause leur éjection du tireur 27. ultraminces membranes de polyimide pourraient dans nos mains ne sont pas implantés dans l'espace sous – rétinien avec le protocole décrit ci – dessus ( manuscrit en préparation).Marmor et al. ont étudié systématiquement reso spontanéerption du liquide sous – rétinien dans iatrogènes décollements de rétine localisées 38-41. Même après la manipulation dans l'espace sous-rétinien ils ont été trouvés pour être réabsorbés par jour postopératoire 4 dans les chirurgies sans incident. Rétinopexie laser n'a pas été réalisée pour fixer les bords de la rétinotomie. Bien que contraire à l'intuition par rapport à la chirurgie humaine, tamponnade air / gaz est pas nécessaire. À moins que l'élimination minutieuse du corps vitré périphérique peut être obtenue, en particulier dans le quadrant supérieur, ceci peut en effet entraîner des déchirures rétiniennes géantes provenant du site rétinotomie. Il est recommandé que pour effectuer l'échange d'air fluide avec la suite 20% SF6 tamponnade de gaz pour sauver les décollements de rétine iatrogènes peropératoires ou dans le cas d'une position de l'implant particulier doit être fixé.
Bien que l'ablation induite mécaniquement de la rétine neurale peut causer des RPE et photorécepteur dégâts chez les lapins 42,43, son étendue varie considérablement (même avec régulière BSS) dedans l' attente de facteurs tels que le type PIO, une seringue utilisée, le volume d'injection avec la rétine ainsi induite par l' étirage, etc. Nous avons également testé le souvent recommandé Ca / Mg sans BSS facilité le détachement 42-44, mais a constaté qu'il provoque une opacification de la lentille peropératoire ( en particulier avec la température élevée), et de manière significative les retards ou même porte atteinte rétinienne re-attachement 27. injection sous-rétinienne lente de 20 – volume 30 pi de BSS régulière avec une seringue de 100 pi est donc recommandé; mouvements de l'aiguille d'injection devraient être minimes pour que les joints d'étanchéité rétinotomie autour d'elle et de prévenir les dommages de la membrane de Bruch. Certains des dégâts iatrogène peut être résolu par RPE cicatrisation de la plaie, et la préservation relative observée de l' épaisseur ONL après recollement, suggère que le complexe / photorécepteur RPE peut tolérer cette perte de valeur, comme décrit également par d' autres 45.
thérapeutiques à base de cellules ou de prothèses rétiniennes nécessitent ANIMA précliniquel test avant l'approbation réglementaire et de commencer des études de sécurité humaines. L'ancien varient d'un pays à l'autre. Le modèle de lapin décrit ici peut servir de plate-forme rentable et moins difficile pour établir ou même la réalisation de toutes les exigences des autorités réglementaires. En outre, il peut ensuite servir à la formation des chirurgiens dans les essais cliniques multicentriques éventuels ou d'autres améliorations de la technique le long du chemin.
The authors have nothing to disclose.
Soutenu par des subventions de la Fondation Rüdiger en 2008 et 2010 (BVS), BONFOR / Gerok Bourse O-137,0015 (BVS), BONFOR / Gerok Bourse O-137,0019 (FT), Deutsche Forschungsgemeinschaft / DFG (BVS) STA 1135 / 2-1, chinois bourse du Conseil n ° 2008627116 (ZL) et une subvention sans restriction par Geuder AG, Heidelberg (Fig. 2). Les membres du laboratoire de H. Skottman, Université de Tampere en Finlande sont grandement reconnus pour fournir hES dérivés RPE représenté sur la figure 2.
s30 ultrasonic cleaning unit | Elmasonic | 100 4631 | 2.75L |
DE-23 autoclave | Systec | C 2209 | 23L |
Syringe | BD | 300013 300995 301285 300294 300330 |
1ml x3 2ml x3 5ml x1 10ml x1 20ml x1 |
Needle | BD | 305196 305136 |
18G x 1 27G x5 |
Scalpel | Feather | 2975#20 | blade#20 x3 |
Surgical drape | HARTMANN LOHMANN & RAUSCHER |
277 502 25 440 |
60×40 cm x2 12×17 cm |
Ocular sticks | LOHMANN & RAUSCHER | 16 516 | 66×5 mm |
Twister gauze sponges | HARTMANN | 481 274 | x2 |
Closure strips | HARTMANN | 540 686 | x4 |
Opmi Visu CS Microscope | Zeiss | N/a | incl. fundus imaging system BIOM II |
Chandelier endoillumination | Geuder | G-S03503 + G-S03504 |
25G incl. trocar |
Light machine | Geuder | G-26033 | Xenotron III |
Vitrectomy machine | Geuder | G-60000 | MegaTRON S4 S4/ HPS |
Vitrector | Geuder | G-46301 | MACH2 vitreous cutter 23G |
Venturi cassette | Geuder | G-60700 | |
Sideport-infusion cannula | Geuder | custom | 1x23G |
3-0 silk suture | ETHICON | V546G | x1 |
Caliper | Geuder | G-19135 | x2 |
Vannas scissors | Geuder | G-19777 | x1 |
Sclerotomie blade | Ziemer | 21-2301 | 1x23G 1x20G |
7-0 silk suture | ETHICON | EH6162H | x1 |
Needle holder | Geuder | G-32320 | x2 |
Iris forceps | Geuder | G-18910 | x1 |
Colibri forceps | Geuder | G-18950 | x1 |
Extendible subretinal injection needle | DORC | 1270.EXT | 41G |
VR scissor | Geuder | G-36542 | 25G |
Grieshaber forceps holder | Alcon | 712.00.41 | 23G |
Curved scissor forceps tips | Alcon | 723.52 | 23G |
Implant loading station | Dow Corning | 3097358-1004 | SYLGARD 184 Silicone Elastomer Kit |
blunt oval implant trephine | Geuder | custom-made | 2.4 x 1.1 mm |
Shooter dummy | Geuder | G-32227 | x1 |
Shooter | Geuder | G-S03443 | x1 |
Flute needle | DORC | 1281.SD | 20G (Vacuum) |
Manual microliter syringe | Hamilton | 24535 | 100µl |
Tissue culture plates | Greiner bio-one | 664160 | 100 x 20 mm |
Spectralis Multi-Modality Imaging System |
Heidelberg Engineering |
N/a | Spectralis HRA + OCT |
Drugs and solutions | |||
Name | Company | Active agent | Comments |
Mucadont-IS | Merz Hygiene | virucidal instrument disinfectant | 2L |
Mucocit T | Merz Hygiene | Aldehyde-free instrument disinfectant | 2L |
Ketamin 10% | WDT | Ketamine | 10ml (100mg/ml) |
Domitor | Orion Pharma | Medetomidine hydrochloride | 10ml (1mg/ml) |
Antisedan | Orion Pharma | Atipamezole hydrochloride | 10ml (5mg/ml) |
Neosynephrin POS 10% | URSAPHARM | Phenylephrine HCl | 10ml |
Mydriacyl | Alcon | Tropicamid | 10ml (5mg/ml) |
Methocel 2% | Omni Vision | hydroxypropyl methylcellulose | 10g |
PURI CLEAR | ZEISS | Balance salt solution (BSS) | 500ml |
Glucose 5% | B.Braun | Glucose 5% solution | 100ml |
Heparin-Natrium-25 000 | Ratiopharm | Heparin | 5ml (2500 unit/ml) |
Suprarenin | SANOFI | Epinephrine | 1ml (1mg/ml) |
Triamcinolone | University of Bonn pharmacy | preservative-free Triamcinolone | 1ml (40mg/ml) |
Isoptomax eye ointment | Alcon | dexamethasone 1 mg/g neomycin sulfate 3,500 IU/g polymyxin B sulfate 6,000 IU/g |
10ml |
Betaisodona | Mundipharma | Povidon-Iod | 30ml (1g/10ml) |
Optive | ALLERGAN | sodium carboxymethylcellulose glycerol | 10ml |