Canalostomy als een chirurgische benadering van lokale Drug Delivery tot de Inner oren van volwassen en neonatale muizen

Sensorineural hoorzitting verlies en vestibulaire dysfunctie invloed een aanzienlijk aantal patiënten en zijn nauw verbonden met aandoeningen van het binnenoor. Levering van therapeutische geneesmiddelen in het binnenoor toont belofte voor de behandeling van aandoeningen van het binnenoor. Een systemische of lokale aanpak kan worden gebruikt om drugs te leveren in het binnenoor. Sommige ziekten van het binnenoor zijn succesvol behandeld met systemische drug beheer, zoals idiopathische plotseling gehoorverlies, die vaak met systemische steroïden¹is behandeld. Daarnaast toonde Lentz et al. dat systemische toediening van antisense oligonucleotide kon verbeteren gehoord en functies in de Ush1c mutant mouse model²in evenwicht te brengen. Echter een groot deel van het binnenoor ziekten zijn niet effectief behandeld door systemische drug administration vanwege de bloed-labyrint barrière, die beperkt de drug toegang tot het binnenoor^3,4. Daarentegen kunnen lokale levering drugsstrategieën behandelen aandoeningen van het binnenoor efficiënter. Inderdaad, het binnenoor is potentieel een ideaal doelwit voor lokale drug delivery; het is gevuld met vloeistof, dat vergemakkelijkt de verspreiding van de drug na een-site diffusie of injectie, en het is relatief geïsoleerd van naburige organen, waardoor bijwerkingen^5,6wordt beperkt.

Lokale levering drugsstrategieën omvatten de methoden intratympanic en intralabyrinthine. De doeltreffendheid van de intratympanic route is grotendeels afhankelijk van drugs permeabiliteit door het ronde venster membraan (RWM) en de verblijftijd van de drug op de RWM^3,4,7,8. Het is dus niet geschikt voor de levering van drugs of reagentia die niet kunnen in de RWM doordringen. Intralabyrinthine methodes omvatten inoculatie van drugs rechtstreeks in het binnenoor, wat resulteert in een hoge dosis en de wijdverspreide distributie. Echter intralabyrinthine methodes vereisen delicate operaties en zijn invasief, wat leidt tot schade aan binnenoor functie. Op dit moment wordt de intralabyrinthine injectie van drugs alleen gebruikt in dierlijke studies zoals het niet voldoende veilig voor gebruik in mens⁹is aangetoond. Daarom chirurgische procedures moeten worden vereenvoudigd, en het risico van verwonding beperkt tot het vertalen van intralabyrinthine benaderingen in de kliniek.

Verschillende intralabyrinthine benaderingen zijn beoordeeld in dieren door injectie door de RWM⁵,^,10,11 en in het scala media^12,13,14, het scala-pauken ^{15 , 16}, de scala vestibule¹⁷, de grachten semicircular^16,18,19,20en de endolymphatic sac²¹. Elk van deze benaderingen heeft voor- en nadelen⁶. Levering via de RWM is atraumatische in neonatale muizen^5,22. Echter, een lichte gehoorverlies wordt waargenomen in volwassen muizen na RWM injectie²³, mogelijk als gevolg van middenoor effusie na de chirurgie²⁴. Scala media injectie, waarbij de injectie van het reagens rechtstreeks in de endolymphatic ruimte met de sensorische epitheel, behaalt een hoge reagens concentratie in doel einde-organen^12,14,^{, 25 , 26}. maar deze aanpak vereist een complexe procedure en resulteert in een aanzienlijke verhoging van de drempel van de hoorzitting als uitgevoerd uiterlijk postnatale dag 5 (P5)^25,27, waardoor de toepassing ervan wordt beperkt.

In vergelijking met de bovengenoemde intralabyrinthine benaderingen, canalostomy minimale schade veroorzaakt aan het binnenoor, vooral in volwassen muizen^{16,18,28,29,30}, die is belangrijk zijn voor de evaluatie van de beschermende effecten en translationeel aspecten. Bovendien, knaagdieren, de semicircular grachten bevinden zich buiten de ‘ bulla ‘, ter vergemakkelijking van chirurgische ingrepen en vermijdt verstoring van het middenoor tijdens de operatie. In de kliniek, semicircular canal chirurgie gebruikt voor hardnekkige benigne paroxysmale positie vertigo^31,32,33, suggereren de klinische haalbaarheid van canalostomy. Aangezien het eerst werd beschreven door Kawamoto et al. ¹⁶ in 2001, canalostomy is gebruikt voor het leveren van diverse reagentia, zoals virale vectoren, siRNA en stamcellen aminoglycoside, in het binnenoor lymfkliertest^{18,19,28,29 ,34,35},^,36,^,37. Inoculatie van adeno-associated virus (AAV) vectoren door canalostomy inschakelen overexpressie van exogene genen in de sensorische epitheel en primaire neuronen van het slakkenhuis en vestibulaire einde-organen^{18,28, 29,30}. Therapie van het gen whirlin door canalostomy evenwicht functie herstelt en verbetert de hoorzitting in een muismodel van menselijke Usher syndroom¹⁹, suggereert dat canalostomy is nuttig voor onderzoek naar gentherapie voor genetische cochleovestibular ziekten. Transplantatie van mesenchymale stamcellen door canalostomy resulteert in een reorganisatie van cochleaire fibrocytes en hoorzitting herstel in een rat model van acute perceptief hoorzitting verlies³⁵. Bovendien, canalostomy kan worden gebruikt voor het introduceren van aminoglycosiden in het binnenoor om vestibulaire laesies^18,34,38, en meerdere injecties kunnen worden uitgevoerd indien nodig van^{18 , 34}.

In dit artikel beschrijven we, in detail, canalostomy technieken in volwassen en neonatale muizen. Wij geënt verschillende reagentia, met inbegrip van snel-groene kleurstof en AAV serotype 8 (AAV8), samen met de groen fluorescente proteïne (GFP) gene (AAV8-GFP) en streptomycine, in het binnenoor van de muis te evalueren van de resultaten van de onmiddellijke en lange na canalostomy.