Optimisation du modèle murin d’occlusion veineuse rétinienne pour limiter la variabilité
Summary
Ici, nous décrivons un protocole optimisé pour l’occlusion veineuse rétinienne à l’aide de rose bengale et un système de microscope d’imagerie rétinienne guidé par laser avec des recommandations pour maximiser sa reproductibilité dans les souches génétiquement modifiées.
Abstract
Les modèles murins d’occlusion veineuse rétinienne (OVR) sont souvent utilisés en ophtalmologie pour étudier les lésions hypoxiques-ischémiques dans la rétine neurale. Dans ce rapport, une méthode détaillée soulignant les étapes critiques est fournie avec des recommandations d’optimisation pour atteindre des taux d’occlusion constamment réussis sur différentes souches de souris génétiquement modifiées. Le modèle murin RVO consiste principalement en l’administration intraveineuse d’un colorant photosensibilisateur suivie d’une photocoagulation au laser à l’aide d’un microscope imageur rétinien fixé à un laser guidé ophtalmique. Trois variables ont été identifiées comme déterminants de la cohérence de l’occlusion. En ajustant le temps d’attente après l’administration de rose bengal et en équilibrant la sortie laser de base et expérimentale, la variabilité entre les expériences peut être limitée et un taux de réussite plus élevé des occlusions obtenu. Cette méthode peut être utilisée pour étudier les maladies rétiniennes caractérisées par un œdème rétinien et une lésion hypoxique-ischémique. De plus, comme ce modèle induit des lésions vasculaires, il peut également être appliqué pour étudier la neurovascularisation, la mort neuronale et l’inflammation.
Introduction
L’occlusion veineuse rétinienne (OVR) est une maladie vasculaire rétinienne courante qui a touché environ 28 millions de personnes dans le monde en 20151. L’OCV entraîne un déclin et une perte de vision chez les adultes et les personnes âgées en âge de travailler, ce qui représente une maladie menaçant la vue qui devrait augmenter au cours de la décennie proche. Certaines des pathologies distinctes de la RVO comprennent les lésions hypoxiques-ischémiques, l’œdème rétinien, l’inflammation et la perte neuronale2. Actuellement, la première ligne de traitement pour ce trouble est par l’administration d’inhibiteurs du facteur de croissance de l’endothélium vasculaire (VEGF). Bien que le traitement anti-VEGF ait contribué à améliorer l’œdème rétinien, de nombreux patients sont encore confrontés à un déclin de la vision3. Pour mieux comprendre la physiopathologie de cette maladie et tester de nouvelles lignes de traitement potentielles, il est nécessaire de constituer un protocole modèle de souris RVO fonctionnel et détaillé pour différentes souches de souris.
Des modèles de souris ont été développés en mettant en œuvre le même dispositif laser utilisé chez les patients humains, associé à un système d’imagerie adapté à la taille correcte pour une souris. Ce modèle murin de RVO a été signalé pour la première fois en 2007 4 et établi par Ebneter et al. 4,5. Finalement, le modèle a été optimisé par Fuma et al. pour reproduire les principales manifestations cliniques de la RVO telles que l’œdèmerétinien 6. Depuis que le modèle a été rapporté pour la première fois, de nombreuses études l’ont utilisé en utilisant l’administration d’un colorant photosensibilisant suivie d’une photocoagulation des principales veines rétiniennes avec un laser. Cependant, la quantité et le type de colorant administré, la puissance laser et le temps d’exposition varient considérablement d’une étude à l’autre qui ont utilisé cette méthode. Ces différences peuvent souvent entraîner une variabilité accrue du modèle, ce qui le rend difficile à reproduire. À ce jour, il n’existe aucune étude publiée avec des détails spécifiques sur les pistes potentielles d’optimisation.
Ce rapport présente une méthodologie détaillée du modèle murin RVO dans la souche C57BL/6J et une souche de caspase-9 endothéliale inductible par le tamoxifène (iEC Casp9KO) avec un fond C57BL/6J et pertinente pour la pathologie RVO comme souche de référence pour une souris génétiquement modifiée. Une étude antérieure avait montré que l’activation non apoptotique de la caspase-9 endothéliale provoque un œdème rétinien et favorise la mort neuronale8. L’expérience d’utilisation de cette souche a permis de déterminer et de donner un aperçu des modifications potentielles pour adapter le modèle murin RVO, qui peut être applicable à d’autres souches génétiquement modifiées.
Protocol
Representative Results
Discussion
Le modèle de RVO chez la souris offre un moyen de mieux comprendre la pathologie de la RVO et de tester des traitements potentiels. Bien que le modèle RVO de souris soit largement utilisé sur le terrain, il est nécessaire de disposer d’un protocole détaillé actuel du modèle qui traite de sa variabilité et décrit l’optimisation du modèle. Ici, nous fournissons un guide avec des exemples d’expérience sur ce qui peut être modifié pour obtenir les résultats les plus cohérents dans une cohorte d’animaux…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Materials
| Carprofen | Rimadyl | NADA #141-199 | keep at 4 °C |
| Corn Oil | Sigma-Aldrich | C8267 | |
| Fiber Patch Cable | Thor Labs | M14L02 | |
| GenTeal | Alcon | 00658 06401 | |
| Ketamine Hydrochloride | Henry Schein | NDC: 11695-0702-1 | |
| Lasercheck | Coherent | 1098293 | |
| Phenylephrine | Akorn | NDCL174478-201-15 | |
| Phoneix Micron IV with Meridian, StreamPix, and OCT modules | Phoenix Technology Group | ||
| Proparacaine Hydrochloride | Akorn | NDC: 17478-263-12 | keep at 4 °C |
| Refresh | Allergan | 94170 | |
| Rose Bengal | Sigma-Aldrich | 330000-5G | |
| Tamoxifen | Sigma-Aldrich | T5648-5G | light-sensitive |
| Tropicamide | Akorn | NDC: 174478-102-12 | |
| Xylazine | Akorn | NDCL 59399-110-20 |
References
- Song, P., Xu, Y., Zha, M., Zhang, Y., Rudan, I. Global epidemiology of retinal vein occlusion: a systematic review and meta-analysis of prevalence, incidence, and risk factors. Journal of Global Health. 9 (1), 010427 (2019).
- Ehlers, J. P., Fekrat, S. Retinal vein occlusion: beyond the acute event. Survey of Ophthalmology. 56 (4), 281-299 (2011).
- Iftikhar, M., et al. Loss of peak vision in retinal vein occlusion patients treated for macular edema. American Journal of Ophthalmology. 205, 17-26 (2019).
- Zhang, H., et al. Development of a new mouse model of branch retinal vein occlusion and retinal neovascularization. Japanese Journal of Ophthalmology. 51 (4), 251-257 (2007).
- Ebneter, A., Agca, C., Dysli, C., Zinkernagel, M. S. Investigation of retinal morphology alterations using spectral domain optical coherence tomography in a mouse model of retinal branch and central retinal vein occlusion. PLoS One. 10 (3), 0119046 (2015).
- Fuma, S., et al. A pharmacological approach in newly established retinal vein occlusion model. Scientific Reports. 7, 43509 (2017).
- Zhang, C., et al. Activation of microglia and chemokines in light-induced retinal degeneration. Molecular Vision. 11, 887-895 (2005).
- Avrutsky, M. I., et al. Endothelial activation of caspase-9 promotes neurovascular injury in retinal vein occlusion. Nature Communications. 11 (1), 3173 (2020).
- Nicholson, L., et al. Diagnostic accuracy of disorganization of the retinal inner layers in detecting macular capillary non-perfusion in diabetic retinopathy. Clinical & Experimental Ophthalmology. 43 (8), 735-741 (2015).
- Moein, H. R., et al. Optical coherence tomography angiography to detect macular capillary ischemia in patients with inner retinal changes after resolved diabetic macular edema. Retina. 38 (12), 2277-2284 (2018).
- Hirabayashi, K., et al. Development of a novel model of central retinal vascular occlusion and the therapeutic potential of the adrenomedullin-receptor activity-modifying protein 2 system. American Journal of Pathology. 189 (2), 449-466 (2019).
- Martin, G., Conrad, D., Cakir, B., Schlunck, G., Agostini, H. T. Gene expression profiling in a mouse model of retinal vein occlusion induced by laser treatment reveals a predominant inflammatory and tissue damage response. PLoS One. 13 (3), 0191338 (2018).
- Drechsler, F., et al. Effect of intravitreal anti-vascular endothelial growth factor treatment on the retinal gene expression in acute experimental central retinal vein occlusion. Ophthalmic Research. 47 (3), 157-162 (2012).
- Genevois, O., et al. Microvascular remodeling after occlusion-recanalization of a branch retinal vein in rats. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 45 (2), 594-600 (2004).
- Khayat, M., Lois, N., Williams, M., Stitt, A. W. Animal models of retinal vein occlusion. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 58 (14), 6175-6192 (2017).
- Nguyen, V. P., Li, Y., Zhang, W., Wang, X., Paulus, Y. M. High-resolution multimodal photoacoustic microscopy and optical coherence tomography image-guided laser induced branch retinal vein occlusion in living rabbits. Scientific Reports. 9 (1), 10560 (2019).
- Sayyed, S. A. A. R., Beedri, N. I., Kadam, V. S., Pathan, H. M. Rose Bengal sensitized bilayered photoanode of nano-crystalline TiO2-CeO2 for dye-sensitized solar cell application. Applied Nanoscience. 6 (6), 875-881 (2015).
- Emmart, E. W. Observations on the absorption spectra of fluorescein, fluorescein derivatives and conjugates. Archives of Biochemistry and Biophysics. 73 (1), 1-8 (1958).
- Yu, L., Liu, Z., Liu, S., Hu, X., Liu, L. Fading spectrophotometric method for the determination of polyvinylpyrrolidone with eosin Y. Chinese Journal of Chemistry. 27 (8), 1505-1509 (2009).
- MacDonald, D. The ABCs of RVO: a review of retinal venous occlusion. Clinical & Experimental Optometry. 97 (4), 311-323 (2014).
- Stahl, A., et al. Postnatal weight gain modifies severity and functional outcome of oxygen-induced proliferative retinopathy. American Journal of Pathology. 177 (6), 2715-2723 (2010).
- LaVail, M. M., Gorrin, G. M., Repaci, M. A. Strain differences in sensitivity to light-induced photoreceptor degeneration in albino mice. Current Eye Research. 6 (6), 825-834 (1987).
- Jeffery, G. The albino retina: an abnormality that provides insight into normal retinal development. Trends in Neurosciences. 20 (4), 165-169 (1997).
- Kinnear, P. E., Jay, B., Witkop, C. J. Albinism. Survey of Ophthalmology. 30 (2), 75-101 (1985).
- Stahl, A., et al. Postnatal weight gain modifies severity and functional outcome of oxygen-induced proliferative retinopathy. American Journal of Pathology. 177 (6), 2715-2723 (2010).
