Summary

Infusión de la glándula parótida retrógrada a través del conducto de Stensen en un primate no humano para la entrega de genes vectores

Published: August 12, 2021
doi:

Summary

Las glándulas salivales se han propuesto como un sitio objetivo tisular para la terapia génica, especialmente en el área de la vacunación por transferencia de genes. Demostramos la entrega de genes en un modelo de primates no humanos utilizando infusión de parótida retrógrada.

Abstract

Las glándulas salivales son un objetivo tisular atractivo para la terapia génica con resultados prometedores que ya conducen a ensayos en humanos. Son inherentemente capaces de secretar proteínas en el torrente sanguíneo y son fácilmente accesibles, lo que los convierte en sitios de tejido potencialmente superiores para la producción de hormonas de reemplazo o la vacunación por transferencia de genes. Los métodos sugeridos para la administración de genes incluyen la inyección transcutánea y la infusión retrógrada a través de conductos salivales. Demostramos cómo realizar la infusión retrógrada de glándulas salivales (RSGI) en primates no humanos. Describimos los hitos anatómicos importantes, incluida la identificación de la papila parótida, un método atraumático de canulación y sellado del conducto de Stensen que utiliza herramientas dentales básicas, tubos de polietileno y cianoacrilato, y la velocidad adecuada de infusión. Si bien este es el método de parto menos traumático, el método todavía está limitado por el volumen que se puede administrar (<0.5 ml) y el potencial de trauma en el conducto y la glándula. Demostramos mediante fluoroscopia que un infusato se puede administrar completamente en la glándula, y demostramos además por inmunohistoquímica la transducción de un vector típico y la expresión del gen entregado.

Introduction

Si bien las glándulas salivales son bien conocidas por su producción exocrina de saliva, los investigadores han reconocido durante mucho tiempo su capacidad para secretar proteínas directamente en el torrente sanguíneo1,lo que las convierte en un objetivo potencial para la terapia génica para la administración sistémica, como las hormonas de reemplazo o la producción de anticuerpos. De hecho, las glándulas salivales ofrecen varias ventajas sobre otros objetivos tisulares, como la capacidad inherente de producir proteínas para la secreción (una propiedad de la que carecen los músculos), la encapsulación pesada que puede limitar la difusión vectorial y el tejido bien diferenciado que proporciona estabilidad para los vectores no integradores. Además, en caso de un evento adverso grave, las glándulas salivales no son críticas para la vida y pueden extirparse quirúrgicamente. Aunque no son inmediatamente intuitivas, las glándulas parótidas también son fácilmente accesibles desde la boca a través de su conducto excretor principal, el conducto2de Stensen.

Dadas las ventajas del tejido salival para la terapia génica, existe un creciente interés en explorar este objetivo tisular. Ya se han realizado numerosos estudios en modelos de roedores, caninos y primates no humanos y al menos un ensayo clínico en humanos está en marcha3,4,5. Para explorar y desarrollar aún más la utilidad de este objetivo tisular con fines de terapia génica, se necesitarán más estudios de primates no humanos. Este artículo describe un método para acceder a las glándulas parótidas a través del conducto de Stensen para entregar un gen vector para la transducción en el modelo de primates no humanos. Para demostrar visiblemente la entrega de la infusión y la anatomía del conducto a medida que ingresa a la glándula, se realizó fluoroscopia con radiocontraste. Para demostrar la transducción exitosa de un vector, se utilizó un gen egfp vectorado por adenovirus serotipo 5 (Ad5). Ad5 es un vector bien descrito capaz de transducir tejido salival. Aunque es demasiado inmunogénico para el uso clínico final, se eligió un vector Ad5 para este estudio de demostración para garantizar una transducción eficiente. La evaluación de la producción mejorada de proteína fluorescente verde (EGFP) es un método bien descrito para demostrar la transcripción y traducción exitosas de un gen vectorado después de la transducción y se realizó aquí.

Protocol

Todos los procedimientos se realizaron en wake Forest School of Medicine Clarkson Campus para estudios en animales. Se consultó al Comité Institucional de Cuidado y Uso de Animales (IACUC) por consideraciones éticas y se sometieron a revisión los detalles de los procedimientos. Wake Forest IACUC aprobó nuestro protocolo de estudio y todos los procedimientos se realizaron bajo el protocolo aprobado por IACUC #A17-147. 1. Preparación del dispositivo de perfusión Corte el tamaño…

Representative Results

Procedimiento, transducción y transcripción exitososLa Figura 1 muestra la papila parótida adyacente al 2º molar en la mejilla superior posterior. La imagen también muestra la colocación correcta del aparato ortopédico bucal, un extremo de goma en el paladar duro y el otro extremo de goma en el canino ipsilateral. La Figura 2 muestra una imagen tomada después de la canulación exitosa de la papila parótida en la marca de …

Discussion

Aquí describimos un protocolo de infusión retrógrada en la glándula parótida a través del conducto de Stensen. La metodología descrita ofrece orientación que potencialmente puede ser utilizada por investigadores que exploran la utilidad del tejido salival como un sitio para la terapia génica y otras aplicaciones.

Hay múltiples pasos críticos para garantizar el éxito del procedimiento. En primer lugar, todos los pasos del procedimiento deben completarse suavemente. El refuerzo contu…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Los autores quieren agradecer al Sr. Cagney Gentry su apoyo audiovisual en la filmación del procedimiento. También queremos reconocer al centro médico Hefner VA por su apoyo académico en la búsqueda de este proyecto.

Materials

500 µL U100 syringes with 30-gauge needles Becton Dickinson 328466 fixed needle for less waste
Adhesive (e.g., Ethicon Dermabond) Various Cyanoacrylate adhesive to seal and keep the tubing in the duct during infusion.
Atropine injectable solution Patterson Veterinary 07 869-6061 Atropine inj. 0.54 mg/mL
BD Ultra-Fine Insulin Syringes 30G Walmart N/A Avilable in 0.5 mL and 1.0 mL sizes.
Cyanoacrylate (medical glue) Ethicon DNX12 Dermabond topical skin adhesive
Dental loops with light Amazon (DDP) B012M3IV80 Used to enhance visualization of Stensen's duct papilla
Infant Lacrimal Dilator Surgipro SPOI-137
Ketamine injectable solution Patterson Veterinary 07-803-6637 Ketaset inj. 100 mg/mL
Lacrimal Dilator Surgipro SPOI-132 Used to dialate the Stensen's duct.
Midazolam injectable solution Patterson Veterinary 07 890-6698 Midazolam inj. 5mg/mL
Pair of scissors Amazon (DDP) N/A Used to cut PET10 tube
Polyethylene Tubing (PE-10) Scientific Comodities, Inc BB31695-PE/1 Tubing connecting the 30G syringe and inserted into the duct.
Q-tips Walmart N/A Used to spread cyanoacrylate on the cheek
Size 10 Polyethylene Tube (PET 10) Scientific Commodities BB31695-PE/1 low density polyethylene tubing
Small Animal Mouth Opener Amazon (DDP) B01F3LVJXC Used to keep the animal's mouth open.
Tweezers Amazon (DDP) N/A Used to insert PET10 tube into Stenson's duct
Zinc Chloride Sigma-Aldrich 7646-86-7 Included in plasmid DNA infusates

References

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Cite This Article
El Helou, G., Goodman, J. F., Blevins, M., Caudell, D. L., Ponzio, T. A., Sanders, J. W. Retrograde Parotid Gland Infusion through Stensen’s Duct in a Non-Human Primate for Vectored Gene Delivery. J. Vis. Exp. (174), e62645, doi:10.3791/62645 (2021).

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