زرع ظهارة صبغة الشبكية في نموذج الرئيسيات غير البشرية لأمراض الشبكية التنكسية
Özet
الرئيسيات غير البشرية (NHP) هي نموذج مثالي لدراسة العلاجات الخلوية للشبكية البشرية بسبب أوجه التشابه التشريحية والجينية. تصف هذه المخطوطة طريقة للزرع تحت الزرع تحت الجبهي للخلايا الظهارية الصباغية الشبكية في عين NHP واستراتيجيات لمنع المضاعفات أثناء الجراحة المرتبطة بالتلاعب البقعي.
Abstract
تحمل زراعة الشبكية الظهارية الصباغية (RPE) وعدا كبيرا لعلاج الأمراض التنكسية الموروثة والمكتسبة للشبكية. وتشمل هذه الحالات التهاب الشبكية الصباغي (RP) والأشكال المتقدمة من التنكس البقعي المرتبط بالعمر (AMD)، مثل الضمور الجغرافي (GA). وتمثل هذه الاضطرابات مجتمعة نسبة كبيرة من العمى غير القابل للعلاج حاليا على مستوى العالم. وقد ولدت هذه الاحتياجات الطبية غير الملباة اهتماما أكاديميا متزايدا بتطوير أساليب استبدال RPE. من بين النماذج الحيوانية المستخدمة عادة للاختبار قبل السريري للعلاجات ، فإن الرئيسيات غير البشرية (NHP) هي النموذج الحيواني الوحيد الذي يحتوي على بقعة. نظرا لأنها تشترك في هذا التشابه التشريحي مع العين البشرية ، فإن عين NHP هي نموذج حيواني مهم ومناسب قبل السريرية لتطوير المنتجات الطبية العلاجية المتقدمة (ATMPs) مثل العلاج بالخلايا RPE.
تصف هذه المخطوطة طريقة للزرع تحت الدبقي لطبقة أحادية RPE ، مستنبتة على حامل خلية البولي إيثيلين تيريفثاليت (PET) ، تحت البقعة على جرح RPE تم إنشاؤه جراحيا في NHPs المثبطة للمناعة. ال fovea – الجزء اللاوعائي المركزي من البقعة – هو موقع أكبر ضعف ميكانيكي أثناء عملية الزرع. ستحدث صدمة الثقب إذا كان حقن السائل الأولي تحت الشبكية يولد قوة مفرطة على شبكية العين. وبالتالي، يوصى بالحقن البطيء تحت السدادة الزجاجية للسائل المشبع بالفلور (PFCL) باستخدام قنية حقن تحت الشبكية ثنائية التجويف في إعدادات ضغط العين المنخفض (IOP) لإنشاء غشاء شبكية العين.
ينصح أيضا بالمعالجة المسبقة بحقن البلازمينوجين داخل الجسم الزجاجي لإطلاق التصاقات المستقبلات الضوئية RPE-photoceptor parafoveal. هذه الاستراتيجيات مجتمعة يمكن أن تقلل من احتمال تمزق الأبقار بالمقارنة مع التقنيات التقليدية. NHP هو نموذج حيواني رئيسي في المرحلة ما قبل السريرية من تطوير العلاج الخلوي RPE. يعالج هذا البروتوكول التحديات التقنية المرتبطة بتقديم العلاج الخلوي RPE في عين NHP.
Introduction
تحمل زراعة الشبكية RPE وعدا كبيرا لعلاج الأمراض التنكسية الموروثة والمكتسبة في الشبكية. وتشمل هذه الحالات التهاب الشبكية الصباغي (RP ، حثل القضيب المخروطي) والأشكال المتقدمة من AMD مثل GA. بشكل جماعي ، تمثل هذه الاضطرابات نسبة كبيرة من العمى غير القابل للعلاج حاليا على مستوى العالم1,2. يتم تصنيف المراحل المتقدمة من AMD إلى AMD الوعائية الجديدة (nAMD) و GA. في حين أن هناك خيارات علاج فعالة ل nAMD ، مثل حقن عامل النمو البطاني المضاد للأوعية الدموية (anti-VEGF) ، فإن المرضى الذين يعانون من GA لديهم خيارات علاج محدودة. RP هي مجموعة غير متجانسة للغاية من اضطرابات الشبكية الموروثة التي تتميز بانحطاط مستقبلات ضوئية تدريجية للشبكية. في بعض المرضى ، يقع العيب الوراثي المسبب داخل RPE بدلا من المستقبلات الضوئية. وبالتالي ، قد يكون العلاج البديل RPE استراتيجية بديلة إذا كان العلاج الجيني غير ممكن.
هناك اهتمام كبير بتطوير علاجات فعالة لهذه الحالات. على وجه الخصوص ، اكتسبت زراعة RPE زخما كنهج علاجي محتمل3،4،5،6،7،8. منذ ظهور التقارير الأولى عن زرع RPE في 1980s9 ، توسع المجال ليشمل مصادر خلايا RPE المختلفة ، واستراتيجيات التسليم ، والنماذج التجريبية للمرض والزرع 10،11،12،13،14. من بين النماذج الحيوانية المختلفة ، فقط NHP لديها “البقعة اللوتية” مع “fovea centralis” ، وهو تخصص تشريحي في القطب الخلفي من شبكية العين مشترك مع البشر. يحتوي fovea على كثافة عالية جدا من المستقبلات الضوئية المخروطية التي تتيح رؤية مركزية عالية الدقة15. لدى NHP أيضا تركيبة جينومية وبروتينية مماثلة16 عند مقارنتها بالبشر. أوجه التشابه هذه تجعله نموذجا حيوانيا مهما ومناسبا لدراسة أمراض العين التي تؤثر على شبكية العين البشرية17,18.
تصف هذه المخطوطة طريقة للزرع تحت الدبقي ل RPE xenograft ، بدعم من حامل خلية PET ، في NHPs المثبطة للمناعة. تم وصف تقنية عبر الجسم الزجاجي لزرع RPE تحت الشبكية في الأرانب في مخطوطة سابقة19. ومع ذلك ، في NHPs ، يتطلب وجود fovea عناية خاصة أثناء التلاعب أثناء الجراحة20. على وجه الخصوص ، هناك خطر كبير من تمزق الحويصلة إذا كانت طرق حقن السائل تحت الشبكية تولد قوة مفرطة على شبكية العين20. لذلك ، ينصب تركيز هذه المخطوطة على استراتيجيات للحد من خطر صدمة البقر غير المقصودة في NHP.
وتشمل هذه استخدام حقن البلازمينوجين داخل الجسم الزجاجي قبل الجراحة لإطلاق الالتصاقات شبه البؤرية والتصوير المقطعي للتماسك البصري المتكامل بالمجهر الجراحي (miOCT) أثناء العملية الجراحية للتصور في الوقت الحقيقي لتشريح البؤرة. ويقترح إنشاء قنية تحت الشبكية مزدوجة التجويف 25/41 G حسب الطلب مع سدادة PFCL داخل العين تحت إعدادات IOP منخفضة للسماح بعملية أكثر تحكما في انفصال الحفريات. علاوة على ذلك ، يوصى بالاستئصال الجراحي ل RPE الأصلي قبل الزرع للسماح بتكامل أفضل بين خلايا RPE المزروعة والمستقبلات الضوئية المضيفة. وأخيرا، يتم وصف بروتوكول تثبيط المناعة الجهازية في الفترة المحيطة وبعد العملية الجراحية لنماذج NHP لتحسين بقاء زينوغرافيت RPE xenograft بعد الزرع11,21.
Protocol
Representative Results
Discussion
هناك طريقتان رئيسيتان يجري تقييمهما لزرع RPE دون الدبقي – حقن تعليق RPE وزرع طعم RPE أحادي الطبقة. المقارنة التفصيلية بين الطريقتين خارج نطاق هذه المخطوطة. ومع ذلك ، قد يكون زرع طعم RPE أحادي الطبقة مفيدا لأن خلايا RPE أكثر تنظيما في طبقة أحادية من التعليق. يتم تنظيم خلايا RPE في الكسب غير المشروع في طبقة أحادية متقاربة ، تشبه تنظيم طبقة خلايا RPE الفسيولوجية وتمكن خلايا RPE المزروعة من أداء وظائفها الفسيولوجية. وهذا يتيح معلمات جرعات أكثر دقة مقارنة بتعليق الخلايا، وهو أمر وثيق الصلة بالعمل التنظيمي والتوسع الصناعي.
يتطلب توصيل الطعم التصحيحي RPE إلى الفضاء تحت الشبكية معالجة دقيقة للبقعة وإدخال دقيق للطعم في الفضاء تحت الشبكية. أدى التقدم التكنولوجي في الجراحة المجهرية ، مثل miOCT ، وفهم أفضل لديناميكيات أنسجة الشبكية أثناء الجراحة إلى تقليل منحنى التعلم لهذا الإجراء. في هذه المناقشة ، سيتم شرح الأسباب المنطقية للجوانب التالية: (أ) حقن البلازمينوجين قبل الجراحة. ب) استخدام miOCT أثناء العملية الجراحية ؛ ج) استخدام قنية مزدوجة التجويف 41 G مخصصة ، وإعدادات IOP منخفضة ، و PFCL لإنشاء bleb تحت الشبكية ؛ د) كشط طبقة خلايا RPE الأصلية قبل الزرع ؛ v) استخدام سيروليموس ، تريامسينولون ، دوكسيسيكلين ، ومينوسيكلين للحد من رفض الكسب غير المشروع المناعي.
حقن البلازمينوجين قبل الجراحة تطلق التصاقات الشبكية البارافوفية
في التجارب الأولية ، كان من الصعب فصل الحفرة بموجة سائلة واحدة. عند التقييم باستخدام miOCT ، كشفت الصور عن وجود التصاقات شبكية العين الخارجية شبه البؤرية ب RPE الأصلي إلى جانب أدلة على الصدمة داخل الشبكية20. قد تكون هذه الالتصاقات قد أدت إلى توسع رأسي في البليب بدلا من موجة السائل تحت الشبكية المنتشرة عبر محيط الشبكية ، مما أدى إلى صدمة بؤرية. البلازمينوجين هو السلائف غير النشطة للبلازمين ، وهو بروتياز يستهدف الفيبرونيكتين واللامينين. Ocriplasmin هو نوع مهندس بيولوجيا من البلازمين البشري ، معتمد من قبل إدارة الغذاء والدواء (FDA) ووكالة الأدوية الأوروبية (EMA) لعلاج الجر الزجاجي العشوائي مع أو بدون ثقب بقعي مصاحب. ومع ذلك ، فقد اقترحت تقارير ما بعد الموافقة على تطور وذمة البقعة الكيسية بعد حقن الأوكريلازمين تأثيرا أكثر شمولا للإنزيم على شبكية العين23.
وعلى الرغم من عدم تحديد الآليات الدقيقة، فقد اقترح أن البلازمين يمكن أن يضعف التصاق الشبكية من خلال تدهور عناصر مصفوفة المستقبلات البينية المسؤولة عن التصاق المستقبلات الضوئية-RPE24. في هذا البروتوكول ، عولجت عيون NHP بالبلازمينوجين داخل الجسم الزجاجي قبل أسبوع من الجراحة لإطلاق التصاقات الشبكية الخارجية شبه البؤرية. على افتراض ضعف التصاق المستقبلات الضوئية-RPE، هناك حاجة إلى قوة أقل لفصل الشبكية العصبية الحسية، بما في ذلك الحلقة الشافوفية البعيدة، التي تقاوم عادة موجة السائل تحت الشبكية20. وبالتالي ، فإن القوة التي تدار أثناء انفصال الشبكية تؤدي إلى توسيع النقطة عبر محيط الشبكية بدلا من تمديد الشبكية بشكل عرضي. هذا يقلل من خطر تمزق الحمى. ومع ذلك ، تجدر الإشارة إلى أن تأثير البلازمينوجين على البقاء على قيد الحياة على المدى الطويل الكسب غير المشروع لم يدرس في هذا البروتوكول. وينبغي أن تحاول الدراسات المستقبلية تحديد هذا التأثير.
يوفر miOCT التغذية الراجعة التشريحية لتوجيه إنشاء الفقاعات تحت الشبكية ، وزرع الكسب غير المشروع ، وتصريف السوائل تحت الشبكية
يعد التلاعب بالبقعة أثناء العملية الجراحية أمرا أساسيا لتحقيق نتائج جيدة في عملية الزرع. ومع ذلك ، قد لا تكون التغيرات الهيكلية المجهرية للبقعة المتعلقة بالتلاعب واضحة دائما على المجهر التشغيلي. في مثل هذه الإجراءات ، يعد miOCT أداة مهمة توفر ردود فعل في الوقت الفعلي وثلاثية الأبعاد وأثناء الجراحة للبنية البقعية. miOCT مفيد بشكل خاص خلال خطوات انفصال الثقب ، وزرع الكسب غير المشروع ، وتصريف السائل تحت الشبكية باستخدام تبادل السوائل والهواء. أثناء انفصال البؤرة ، يمكن ل miOCT تحديد الأبعاد الرأسية والأفقية لل bleb. يمكن تأكيد الميكروتيرات الدقيقة ، التي قد لا يتم تصورها بوضوح على المجهر الجراحي ، بواسطة miOCT (الشكل 3). أثناء زرع الكسب غير المشروع، يتم توجيه صور miOCT من خلال إظهار موقع الكسب غير المشروع أو قربه من الحفرة، من خلال شبكية العين المنفصلة الأقل شفافية في كثير من الأحيان. يمكن ل miOCT أيضا تسليط الضوء على المناطق المحتملة من التصاق الشبكية أثناء عملية زرع صعبة25. أخيرا ، في عملية تصريف السوائل تحت الشبكية ، يمكن ل miOCT توجيه تصريف السوائل تحت الشبكية بشكل موثوق حتى يتم تحقيق اتصال كامل بالطعم الشبكية RPE.
مزيج من قنية مزدوجة التجويف ، وإعدادات IOP منخفضة ، وسدادة زجاجية PFCL يقلل بشكل تآزري من الصدمة البقعية أثناء إنشاء bleb تحت الشبكية
يمكن أن يحدث تمدد الشبكية العرضي واضطراب السوائل أثناء حقن BSS تحت الشبكية لانفصال البقر مما يؤدي إلى تمزقات بؤرية غير مرغوب فيها. ولمواجهة هذه الظواهر، تبين أن عوامل مثل الموقع النسبي والمسافة من مركز الحفر حيث يبدأ الحقن، وحجم الحقن وسرعته، والدكدس الزجاجي، واختيار الأجهزة تحت الشبكية، وIOP كلها ذات صلة20،26،27. يجب أن يكون موقع اللطخة تحت الشبكية لانفصال البؤرة في مكان بعيد بشكل كاف عن الحفرة ، حيث قد يكون تمدد الشبكية أعلى في موقع بدء البليفة27. يجب أيضا إبقاء IOP منخفضا طوال فترة إنشاء اللطخة تحت الشبكية. عندما يكون IOP للعين مرتفعا ، لوحظت زيادة رأسية أعلى في حجم النفاث بدلا من التمدد على طول محيط شبكية العين ، في حين أن الفقاعات تكون ضحلة عند ضغوط أقل20. علاوة على ذلك ، على الرغم من أن الحقن داخل الجسم الزجاجي من 50 ميكرولتر سيضاعف بشكل فعال IOP في البشر28 ، نظرا لطول العين الأقصر في NHPs ، فإن ارتفاع IOP أثناء الحقن تحت الشبكية سيكون على الأرجح أعلى وأكثر سرعة من البشر. في حين أن معظم آلات استئصال الزجاجية تتكيف مع تذبذب IOP ، فإن التعديل ليس متزامنا ولكنه عملية تفاعلية تحدث مع استمرار الحقن تحت الشبكية. وبالتالي ، كلما ارتفع IOP ، زاد خطر فرط تمدد الشبكية وما ينتج عن ذلك من صدمة في الفخذ. وبالتالي ، من الضروري الحفاظ على IOP منخفض مستقر أثناء الحقن تحت الشبكية.
يوصى باستخدام قنية تجارية 20/41 G (DORC) أو قنية تحت الشبكية مزدوجة التجويف 25/41 G حسب الطلب للحقن تحت الشبكية. تسمح القنية للسائل بالخروج من التجويف الزجاجي مقابل حقن BSS في الفضاء تحت الشبكية. وهذا يضمن التنظيم “المتزامن” ل IOP أثناء الحقن تحت الشبكية. يظهر مخطط للقنية ثنائية التجويف في الشكل 2. وأخيرا ، يتم استخدام PFCL للحد من خطر تمزقات الأعلاف 20،26،27. وبما أن PFCLs ، مثل الأوكتالين ، لها جاذبية نوعية أعلى ، فإنها تمارس قوة هبوطية على شبكية العين أثناء انفصال الفوفيل29. هذا يزيد من استقرار عملية إنشاء مفرزة البصيلة ويعزز توسع البليب على طول محيط الشبكية. وقد استخدمت هذه التقنية بنجاح للحقن تحت الشبكية من rtPA في وضع نزيف ضخم تحت العليقة بسبب nAMD30.
تسمح إزالة ما قبل الزرع ل RPE الأصلي باستعادة مجمع مستقبلات RPE الضوئية
يجب إزالة RPE المضيف قبل زرع الكسب غير المشروع. وذلك لأن استعادة مجمع المستقبلات الضوئية RPE مطلوب لتمكين عملية زرع RPE من أداء وظائفها الفسيولوجية المتمثلة في دعم المستقبلات الضوئية21. قد يشكل RPE المضيف ، إذا لم تتم إزالته ، حاجزا ميكانيكيا ، مما يمنع استعادة هذا المجمع. يمكن إزالته إما من خلال إعطاء المواد الكيميائية السامة RPE أو باستخدام الوسائل الفيزيائية للإزالة. تشمل طرق الإزالة الكيميائية الإدارة الجهازية أو تحت الشبكية ل يودات الصوديوم31,32. نظرا لأن يودات الصوديوم تسبب تنكسا واسع النطاق للمستقبلات الضوئية وخلايا RPE و Choriocapillaris عند إعطائها ، فإن سميتها الشبكية والجهازية تمنع استخدامها في التجارب البشرية32,33. وبالتالي ، يفضل التقنيات الفيزيائية أثناء الجراحة. تم تصور أساليب فيزيائية مختلفة. عند استخدام الطرق الفيزيائية ، من الأهمية بمكان أن يظل غشاء Bruch غير تالف. أظهرت العديد من الدراسات المخبرية اعتماد بقاء الكسب غير المشروع RPE على غشاء Bruch السليم34,35,36.
ارتبطت محاولات التنضير الهيدروليكي بفواصل في غشاء بروش، وزيادة معدل تطور الغشاء فوق الشبكية، واعتلال الجسم الزجاجي التكاثري، مما أدى إلى انفصال الشبكية الجري37. كما أدت ملعقة مغبرة بالماس مقترحة لتنضير RPE إلى فواصل في غشاء Bruch ، مما أدى إلى تكاثر خلوي من المشيمية إلى الفضاء تحت الشبكية38. ومن المثير للاهتمام أن أداة الحلقة القابلة للتمديد المصممة خصيصا يمكن أن تزيل RPE الفوقية مع الحفاظ على غشاء Bruch في عيون الأرانب والخنازير11,39. كما أن إزالة RPE الأساسي مفيد أيضا لإنشاء نماذج حيوانية مع RPE وضمور الشبكية الخارجي ، على غرار الشكل الضموري المتقدم من AMD. عندما تتم إزالة منطقة بؤرية من RPE من البقعة ، يغلق جرح RPE عن طريق تضخم خلايا RPE المتبقية. ومع ذلك ، ترتبط استجابة التئام الجروح هذه بضمور الطبقة النووية الخارجية40. في حين أن إنشاء نموذج حيواني خارج نطاق هذه المخطوطة، إلا أن إجراء مماثلا يمكن أن يخلق نموذجا حيوانيا للنمط الظاهري AMD الضموري المتقدم لاختبار علاجات الخلايا المشتقة من RPE.
استخدام سيروليموس ، تريامسينولون ، دوكسيسيكلين ، ومينوسيكلين للحد من رفض الكسب غير المشروع المناعي
ويعتقد أن الفضاء تحت الشبكية هو موقع متميز بالمناعة، يتم الحفاظ عليه بواسطة حاجز دم شبكي سليم وعوامل أخرى41. في العديد من الدراسات التي تنطوي على زرع مشتقات الخلايا الجذعية تحت الشبكية مع حاجز دم شبكي سليم، تلعب الأدوية المثبطة للمناعة دورا ضئيلا في بقاء الكسب غير المشروع42. يعتقد أن الحاجز الدموي الخارجي للشبكية يتكون من طبقة RPE الأصلية والتقاطعات الضيقة بين خلايا RPE. في حين أن إزالة RPE الأصلية تسمح بتكامل أفضل بين RPE المزروع والمستقبلات الضوئية المضيفة ، فإن حاجز الدم والشبكية يتعطل في هذه العملية ، مما يزيد من احتمال الرفض المناعي. تقليديا، الخلايا التائية هي محور عملية رفض زرع الأعضاء الأخرى مثل الكلى والكبد43. وبالتالي، استهدفت الأنظمة المثبطة للمناعة الأولية لزرع أنسجة الشبكية نحو الحد من هذه الاستجابات المناعية التكيفية.
سيروليموس ، وهو هدف ميكانيكي لمثبطات راباميسين ، وتاكروليموس ، مثبط الكالسينيورين ، هما مثالان على الأدوية المثبطة للمناعة التي تستهدف الاستجابات المناعية التكيفية. ومع ذلك ، على الرغم من قمع الخلايا التائية الكافية ، لا تزال معدلات البقاء على قيد الحياة من الكسب غير المشروع منخفضة. بالإضافة إلى ذلك ، من المعروف أن خلايا RPE تمنع تنشيط الخلايا التائية من خلال إطلاق العوامل المثبطة وتعزيز توليد الخلايا التائية التنظيمية44. وبالتالي، أصبح من الواضح بشكل متزايد أن المناعة التكيفية قد لا تكون المساهم الوحيد في رفض الكسب غير المشروع42. يمكن أن يؤدي زرع المنتجات الخلوية تحت الشبكية إلى تراكم وتنشيط الخلايا الدبقية الصغيرة45.
الخلايا الدبقية الصغيرة هي البلاعم في شبكية العين. وهي تتكون من مجموعتين رئيسيتين: 1) الخلايا الدبقية الدقيقة حول الأوعية الدموية في الأوعية الدموية الداخلية للشبكية و 2) الخلايا الدبقية الصغيرة داخل حمة أنسجة الشبكية. وبما أن الخلايا الدبقية الصغيرة هي جزء من الاستجابة المناعية الفطرية، فإن القشرانيات السكرية داخل الجسم الزجاجي، مثل تريامسينولون، يمكن أن تقمع الانتشار بوساطة السيتوكين46. يمكن للدوكسيسيكلين والمينوسيكلين أيضا قمع تنشيط الخلايا الدبقية الصغيرة ويجب اعتبارهما47,48. وأخيرا، فإن الاختلافات في الرفض المناعي ل RPE allografts مقابل xenografts مفهومة تماما49. على سبيل المثال ، تم الإبلاغ عن الأجسام المضادة ضد خلايا RPE المشتقة من الخلايا الجذعية المستحثة متعددة القدرات في مصل نماذج الرفض المناعي في الجسم الحي. ومع ذلك، لا يزال دور هذه الأجسام المضادة وأهمية الرفض بوساطة الأجسام المضادة في بقاء الكسب غير المشروع غير معروف50. وبالتالي ، يقترح نظام متعدد الأدوية يستخدم السيروليموس لقمع المناعة التكيفية ومزيج من تريامسينولون ودوكسيسيكلين ومينوسيكلين لقمع المناعة الفطرية. وقد استخدم هذا النظام بنجاح في الأرانب ذات النتائج الجيدة للبقاء على قيد الحياة من الكسب غير المشروع والحد الأدنى من الآثار النظامية11.
قيود هذه التقنية الجراحية
تصف هذه الورقة طريقة جراحية ممكنة لتوصيل ورقة تطعيم RPE إلى الفضاء تحت الشبكية ل NHP. ومع ذلك ، هذا لا يعني أن هذه هي الطريقة الوحيدة المحسنة. قد يكون لدى جراحي الشبكية والجسم الزجاجي المختلفين تفضيلات أخرى للأجهزة والتقنية. على سبيل المثال ، يمكن لتصميم جهاز الزرع هذا فقط تقديم غرسات مسطحة مدعومة بحامل خلايا أكثر صلابة ، وبالتالي قد لا تكون مناسبة للغرسات المرنة نسبيا (أو المدرفلة). يمكن لعمليات زرع تعليق RPE أن تحذف الكثير من هذه التقنية. وفقا لذلك ، ستتطلب التفاصيل الجراحية تعديلا بناء على كل استراتيجية توصيل.
مع استمرار تزايد الاهتمام بالعلاجات الخلوية لعلاج أمراض الشبكية التنكسية ، سيكون النموذج الحيواني NHP ضروريا في الدراسات قبل السريرية لدراسة العوامل التي تؤثر على بقاء الكسب غير المشروع RPE. في هذه المخطوطة، تم اقتراح استراتيجيات لتمكين التسليم السلس لطعم RPE أحادي الطبقة تحت الرقاقة في عين NHP. يوصى أيضا بطرق لتحسين تصور المضاعفات أثناء الجراحة. ومن المتوقع أن تستمر هذه الأساليب في التحسن مع توسع استخدام العلاجات الخلوية. وينبغي أن تنظر ورقات الطرائق المقبلة أيضا في اقتراح قائمة شاملة بالتحقيقات لتقييم مختلف الجوانب الهيكلية والوظيفية للكسب غير المشروع.
Açıklamalar
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
تم دعم هذه الدراسة من قبل IAF-PP (HMBS Domain) (OrBID): OculaR BIomaterials and Device ، A * STAR ، سنغافورة (H17/01/a0/013) ، منحة NUS Start-up NUS NUHSRO/2016/100/SU/01 ، منحة برنامج NUHS للعلماء السريريين (NCSP) وبرنامج البحوث التنافسية التابع للمؤسسة الوطنية للبحوث ، سنغافورة (NRF-CRP21-2018-0008) إلى X.S. ، Hong Leong أموال الأستاذية الممنوحة ل G.E.H. و B.V.S. نود أن نعرب عن تقديرنا للفريق البيطري في منصة النموذج ما قبل السريري الانتقالي (معهد سنغافورة لأبحاث العيون ، سنغافورة) لتقديم الدعم في إعداد جراحة NHP ومتابعة الحيوانات. نود أن نعرب عن تقديرنا لجيل تيو وزملائنا من C. Zeiss Meditec Singapore على الدعم الفني ل OPMI-Lumera 700 مع جهاز OCT المتكامل أثناء الجراحة.
Materials
| 1% Mydriacyl (Tropicamide 1.0%) Sterile Ophthalmic preparation | Alcon | SIN 4715P | Surgical procedure |
| 10% Neutral buffered formalin | Leica | 3800598 | Histology procedure |
| 2.5% Mydfrin (Phenylephrine hydrochloride) Ophthalmic solution | Alcon | No. 01785 | Surgical procedure |
| 25 G AWH Vivid Chandelier | Synergetics | 56.54.25P | Surgical procedure |
| 25 Ga Bi-Blade Vitreous Cutter Combined Wide-Field Stellaris Elite Pack | Bausch & Lomb | SE5525WVB | Surgical procedure |
| AMO ENDOSOL Balanced Salt Solution for ophthalmic irrigation | Abbott Medical Optics | 15020 | Surgical procedure |
| Apo-minocycline | Apotex Inc | 2084104 | Immunosuppression |
| AUROVISC – Hypromellose Ophthalmic Solution USP 2% w/v | Aurolab | TN 00002387 | Surgical procedure |
| Autoclave MELAG, Vacuklav | MELAG | 1131-B2300 | Surgical procedure |
| Autostainer XL (ST5010) | Leica | 2433 | Histology procedure |
| Balanced Saline Solution | Beaver Visitec | 581732 | Surgical procedure |
| Cotton Bud | WINNER MEDICAL | 1NA6-100 | Surgical procedure |
| Diagnosys Espion E3 Console | Diagnosys | 272 | Ophthamic imaging |
| Doxycycline | Yung Shin | MAL 19950403AEZ | Immunosuppression |
| Eosin Y | Merck Millipore | 1.15935.0100 | Histology procedure |
| ERG-Jet contact lens electrodes | Fabrinal | F-06 | Ophthamic imaging |
| Extendable PolyTip Cannula 25 G/38 G | MedOne | 3247 | Surgical procedure |
| FlexTip Brush (25 g) 1.5 mm | MedOne | 3222 | Surgical procedure |
| Fluoresceine 10% Faure | Curatis AG | 5030376 | Ophthamic imaging |
| Gauze Swab | WINNER MEDICAL | 1NP3275 | Surgical procedure |
| Hamilton gas tight syringe 250 µL | Hamilton | 81101 | Surgical procedure |
| Heidelberg Spectralis HRA + OCT Computer System | Heidelberg Engineering | N.A. | Ophthamic imaging |
| Hematoxylin Gill II | Merck Millipore | 3801520 | Histology procedure |
| Inverted microscope eclipse Ti-E main body (100-240V) | Nikon | 33131 | Histology procedure |
| Ketamin injection | Ceva | 37711/58317 | Surgical procedure |
| Lithium carbonate | Merck Millipore | 1.05680.0250 | Histology procedure |
| Monkey plasminogen | Molecular Innovations | SKU-CYPLG | Surgical procedure |
| Non-contact wide angled 128 degree fundus lens | C. Zeiss Medtech | Resight 700 | Surgical procedure |
| Non-woven Ophthalmic Drape | Alcon | 8065103120 | Surgical procedure |
| Ophthalmic Corneal/Scleral V-Lance Knife 20 G | Alcon | 8065912001 | Surgical procedure |
| Paraffin Embedding Station | Leica | EG1150 H | Histology procedure |
| Paraplast High Melt Paraffin | Leica | 39601095 | Histology procedure |
| Phloxin B | Merck Millipore | 1.15935.0025 | Histology procedure |
| Prepowdered Surgical Gloves | MAXITEX | 85-173-2/85-173-3/85-173-4 | Surgical procedure |
| PRODINE Povidone-Iodine Solution BP | ICM PHARMA | PMLBLP20-01 | Surgical procedure |
| Righton Slit Lamp Model MW50D (RAA133CB) | Righton-Oph | 5200162 | Ophthamic imaging |
| Rotary microtome | Leica | RM2255 | Histology procedure |
| Safil Polyglycolic acid, braided, coated, absorbable surgical suture 7/0 | B.Braun | G1048711 | Surgical procedure |
| SHINCORT I.M. INJ. Triamcinolone Acetonide 40 mg/mL | Yung Shin | SHI40 SGP-2610015-001 | Surgical procedure |
| Single-Use Hypodermic Needle 21 G | B.Braun | 4657527 | Surgical procedure |
| Single-Use Hypodermic Needle 23 G | B.Braun | 4657667 | Surgical procedure |
| Sirolimus | Pfizer | SIN12034P | Immunosuppression |
| Stainless steel subdermal needle electrode | OcuScience | F-E2 | Ophthamic imaging |
| Stellaris Elite vision enhancement system | Bausch & Lomb | BL15455 | Surgical procedure |
| Sterican Single Use Insulin Needles Long Bevel 27 G 12 mm | B.Braun | 4665406 | Surgical procedure |
| Sterican Single Use Insulin Needles Long Bevel 30 G 12 mm | B.Braun | 4656300 | Surgical procedure |
| Surgical gown + 2 Hand Towels | STERIL | APP10 00 01 | Surgical procedure |
| Tegaderm Film | 3M | 1626W | Surgical procedure |
| TERUMO Syringe 1 cc/mL Luer SlipTip with needle 26 G | Teruma | SS-01S | Surgical procedure |
| TERUMO Syringe 3 cc/mL Luer LockTip | Teruma | SS-03L | Surgical procedure |
| TERUMO Syringe 5 cc/mL Luer LockTip | Teruma | SS-05L | Surgical procedure |
| TobraDex (Tobramycin, Dexamethasone) Sterile Ophthalmic Ointment | Alcon | No. 01577 | Surgical procedure |
| Topcon Retinal Camera TRC-50DX | Topcon | 948605 | Ophthamic imaging |
| Vidisic Gel | Bausch & Lomb | GB41789155517 | Surgical procedure |
| Xylazil-20 | Ilium | 38653/50276 | Surgical procedure |
| Zeiss Opmi Rescan 700 | Carl Zeiss Meditec AG | 7210 | Surgical procedure |
Referanslar
- Wong, W. L., et al. Global prevalence of age-related macular degeneration and disease burden projection for 2020 and 2040: a systematic review and meta-analysis. Lancet. Global Health. 2 (2), 106-116 (2014).
- Verbakel, S. K., et al. Non-syndromic retinitis pigmentosa. Progress in Retinal and Eye Research. 66, 157-186 (2018).
- Schwartz, S. D., et al. Human embryonic stem cell-derived retinal pigment epithelium in patients with age-related macular degeneration and Stargardt’s macular dystrophy: follow-up of two open-label phase 1/2 studies. Lancet. 385 (9967), 509-516 (2015).
- Kashani, A. H., et al. A bioengineered retinal pigment epithelial monolayer for advanced, dry age-related macular degeneration. Science Translational Medicine. 10 (435), (2018).
- da Cruz, L., et al. Phase 1 clinical study of an embryonic stem cell-derived retinal pigment epithelium patch in age-related macular degeneration. Nature Biotechnology. 36 (4), 328-337 (2018).
- Mehat, M. S., et al. Transplantation of human embryonic stem cell-derived retinal pigment epithelial cells in macular degeneration. Ophthalmology. 125 (11), 1765-1775 (2018).
- Mandai, M., et al. Autologous induced stem-cell-derived retinal cells for macular degeneration. New England Journal of Medicine. 376 (11), 1038-1046 (2017).
- Sugita, S., et al. HLA-matched allogeneic iPS cells-derived RPE transplantation for macular degeneration. Journal of Clinical Medicine. 9 (7), 2217 (2020).
- Gouras, P., Flood, M. T., Kjeldbye, H. Transplantation of cultured human retinal cells to monkey retina. Anais da Academia Brasileira de Ciências. 56 (4), 431-443 (1984).
- Koster, C., et al. A systematic review on transplantation studies of the retinal pigment epithelium in animal models. International Journal of Molecular Sciences. 21 (8), 2719 (2020).
- Stanzel, B., et al. Surgical approaches for cell therapeutics delivery to the retinal pigment epithelium and retina. Advances in Experimental Medicine and Biology. 1186, 141-170 (2019).
- Kamao, H., et al. Characterization of human induced pluripotent stem cell-derived retinal pigment epithelium cell sheets aiming for clinical application. Stem Cell Reports. 2 (2), 205-218 (2014).
- Ben M’Barek, K., et al. Clinical-grade production and safe delivery of human ESC derived RPE sheets in primates and rodents. Biomaterials. 230, 119603 (2020).
- Fujii, S., et al. A strategy for personalized treatment of iPS-retinal immune rejections assessed in cynomolgus monkey models. International Journal of Molecular Sciences. 21 (9), 3077 (2020).
- The Architecture Of The Human Fovea. Webvision. Moran Eye Center Available from: https://webvision.med.utah.edu/book/part-ii-anatomy-and-physiology-of-the-retina/the-architecture-of-the-human-fovea/ (2021)
- Francis, P. J., et al. Rhesus monkeys and humans share common susceptibility genes for age-related macular disease. Human Molecular Genetics. 17 (17), 2673-2680 (2008).
- Picaud, S., et al. The primate model for understanding and restoring vision. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 116 (52), 26280-26287 (2019).
- Pennesi, M. E., Neuringer, M., Courtney, R. J. Animal models of age related macular degeneration. Molecular Aspects of Medicine. 33 (4), 487-509 (2012).
- Al-Nawaiseh, S., et al. A step by step protocol for subretinal surgery in rabbits. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (115), e53927 (2016).
- Tan, G. S. W., et al. Hints for gentle submacular injection in non-human primates based on intraoperative OCT guidance. Translational Vision Science & Technology. 10 (1), 10 (2021).
- Liu, Z., et al. Surgical transplantation of human RPE stem cell-derived RPE monolayers into non-human primates with immunosuppression. Stem Cell Reports. 16 (2), 237-251 (2021).
- Stanzel, B. V., et al. Human RPE stem cells grown into polarized RPE monolayers on a polyester matrix are maintained after grafting into rabbit subretinal space. Stem Cell Reports. 2 (1), 64-77 (2014).
- Shaikh, M., Miller, J. B., Papakostas, T. D., Husain, D. The efficacy and safety profile of ocriplasmin in vitreomacular interface disorders. Seminars in Ophthalmology. 32 (1), 52-55 (2017).
- Johnson, M. W., Fahim, A. T., Rao, R. C. Acute ocriplasmin retinopathy. Retina. 35 (6), 1055-1058 (2015).
- Kashani, A. H., et al. Surgical method for implantation of a biosynthetic retinal pigment epithelium monolayer for geographic atrophy: experience from a phase 1/2a study. Ophthalmology. Retina. 4 (3), 264-273 (2020).
- Maguire, A. M., et al. Safety and efficacy of gene transfer for Leber’s congenital amaurosis. New England Journal of Medicine. 358 (21), 2240-2248 (2008).
- Xue, K., Groppe, M., Salvetti, A. P., MacLaren, R. E. Technique of retinal gene therapy: delivery of viral vector into the subretinal space. Eye. 31 (9), 1308-1316 (2017).
- Grzybowski, A., et al. Update on intravitreal injections: Euretina Expert Consensus Recommendations. Ophthalmologica. 239 (4), 181-193 (2018).
- Wong, D., Williams, R., Stappler, T., Groenewald, C. What pressure is exerted on the retina by heavy tamponade agents. Graefe’s Archive for Clinical and Experimental Ophthalmology. 243 (5), 474-477 (2005).
- Steel, G. B., Kearns, V., Stanzel, B. V., Wong, D. Subretinal injection under perfluorocarbon liquids to avoid foveal dehiscence. Retina. , (2021).
- Petrus-Reurer, S., et al. Integration of subretinal suspension transplants of human embryonic stem cell-derived retinal pigment epithelial cells in a large-eyed model of geographic atrophy. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 58 (2), 1314-1322 (2017).
- Koh, A. E. -. H. Retinal degeneration rat model: A study on the structural and functional changes in the retina following injection of sodium iodate. Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology. 196, 111514 (2019).
- Bürgi, H., Schaffner, T. H., Seiler, J. P. The toxicology of iodate: a review of the literature. Thyroid. 11 (5), 449-456 (2001).
- Tezel, T. H., Kaplan, H. J., Del Priore, L. V. Fate of human retinal pigment epithelial cells seeded onto layers of human Bruch’s membrane. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 40 (2), 467-476 (1999).
- Tezel, T. H., Del Priore, L. V. Reattachment to a substrate prevents apoptosis of human retinal pigment epithelium. Graefe’s Archive for Clinical and Experimental Ophthalmology. 235 (1), 41-47 (1997).
- Castellarin, A. A., et al. In vitro transplantation of fetal human retinal pigment epithelial cells onto human cadaver Bruch’s membrane. Experimental Eye Research. 66 (1), 49-67 (1998).
- Lopez, P. F., et al. Retinal pigment epithelial wound healing in vivo. Archives of Ophthalmology. 113 (11), 1437-1446 (1995).
- Lopez, R., Gouras, P., Brittis, M., Kjeldbye, H. Transplantation of cultured rabbit retinal epithelium to rabbit retina using a closed-eye method. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 28 (7), 1131-1137 (1987).
- Thieltges, F., et al. Localized RPE removal with a novel instrument aided by viscoelastics in rabbits. Translational Vision Science & Technology. 5 (3), 11 (2016).
- Phillips, S. J., et al. Autologous transplantation of retinal pigment epithelium after mechanical debridement of Bruch’s membrane. Current Eye Research. 26 (2), 81-88 (2003).
- Sugita, S., Mandai, M., Kamao, H., Takahashi, M. Immunological aspects of RPE cell transplantation. Progress in Retinal & Eye Research. , (2021).
- Xian, B., Huang, B. The immune response of stem cells in subretinal transplantation. Stem Cell Research & Therapy. 6, 161 (2015).
- Issa, F., Schiopu, A., Wood, K. J. Role of T cells in graft rejection and transplantation tolerance. Expert Review of Clinical Immunology. 6 (1), 155-169 (2010).
- Yan, F., et al. Transforming growth factor-β2 increases the capacity of retinal pigment epithelial cells to induce the generation of regulatory T cells. Molecular Medicine Reports. 13 (2), 1367-1372 (2016).
- Singhal, S., et al. Chondroitin sulfate proteoglycans and microglia prevent migration and integration of grafted Müller stem cells into degenerating retina. Stem Cells. 26 (4), 1074-1082 (2008).
- Singhal, S., Lawrence, J. M., Salt, T. E., Khaw, P. T., Limb, G. A. Triamcinolone attenuates macrophage/microglia accumulation associated with NMDA-induced RGC death and facilitates survival of Müller stem cell grafts. Experimental Eye Research. 90 (2), 308-315 (2010).
- Santa-Cecília, F. V., et al. Doxycycline suppresses microglial activation by inhibiting the p38 MAPK and NF-kB signaling pathways. Neurotoxicity Research. 29 (4), 447-459 (2016).
- Scholz, R., et al. Minocycline counter-regulates pro-inflammatory microglia responses in the retina and protects from degeneration. Journal of Neuroinflammation. 12, 209 (2015).
- Sugita, S., Makabe, K., Iwasaki, Y., Fujii, S., Takahashi, M. Natural killer cell inhibition by HLA-E molecules on induced pluripotent stem cell-derived retinal pigment epithelial cells. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 59 (5), 1719-1731 (2018).
- Sugita, S., et al. Detection of retinal pigment epithelium-specific antibody in iPSC-derived retinal pigment epithelium transplantation models. Stem Cell Reports. 9 (5), 1501-1515 (2017).
