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Method Article
Le but de ce protocole est de démontrer la préparation, la culture, le traitement et l'immunocoloration des explants cochléaires murins néonataux. La technique peut être utilisée comme outil de dépistage in vitro dans la recherche auditive.
Bien qu'il y ait eu des progrès remarquables dans la recherche de l'ouïe au cours des dernières décennies, il n'y a toujours pas de remède contre la perte d'audition sensorielle (SNHL), une affection qui entraîne généralement une perte ou une perte des structures mécanosensorielles délicates de l'oreille interne. Des essais sophistiqués in vitro et ex vivo ont émergé ces dernières années, ce qui a permis de dépister un nombre croissant de composés potentiellement thérapeutiques tout en minimisant les ressources et en accélérant les efforts pour développer des remèdes pour SNHL. Bien que les cultures homogènes de certains types de cellules continuent à jouer un rôle important dans la recherche actuelle, de nombreux scientifiques s'appuient maintenant sur des cultures organotypiques plus complexes d'oreilles internes murines, également connues sous le nom d'explants cochléaires. La préservation des structures cellulaires organisées à l'intérieur de l'oreille interne facilite l'évaluation in situ de divers composants de l'infrastructure cochléaire, y compris les cellules capillaires interne et externe, les neurones ganglionnaires en spirale, les neuronesItes, et les cellules de soutien. Nous présentons ici la préparation, la culture, le traitement et l'immunocoloration des explants cochléaires murins néonataux. La préparation minutieuse de ces explants facilite l'identification des mécanismes qui contribuent au SNHL et constituent un outil précieux pour la communauté de la recherche auditive.
La perte auditive sensorielle (SNHL) reflète les dommages causés à l'oreille interne ou à la voie auditive ascendante. Bien que la perte auditive soit le déficit sensoriel le plus fréquent chez les humains 1 , les traitements curatifs n'existent pas encore 2 . Bien que les implants cochléaires ou auditifs du tronc cérébral puissent rétablir un certain degré d'audition chez les patients atteints de SNHL grave à profond, l'audition fournie par ces dispositifs est encore très différente de l'audition "naturelle", en particulier lors des tentatives de compréhension de la parole dans le bruit ou de l'écoute musicale.
Bien que la dégénérescence des cellules capillaires ait longtemps été considérée comme la conséquence principale des événements auditifs traumatiques ( p. Ex., Exposition au bruit élevé), il existe de plus en plus de preuves que les synapses transmettant l'information des cellules capillaires au nerf auditif sont au moins aussi vulnérables aux traumatismes acoustiques 3 , 4 , 5 > , 6 . Étant donné que les seuils audiométriques humains, l'étalon-or actuel pour l'évaluation de la fonction auditive, ne prédisent pas un dommage cellulaire spécifique dans l'oreille interne, des outils plus raffinés sont nécessaires pour détecter la dégénérescence cellulaire dès que possible et pour initier un traitement adéquat 7 .
Des traitements pharmaceutiques prometteurs pour la perte d'audition sont souvent testés sur des cultures cellulaires homogènes in vitro , mais de tels systèmes ne modélisent pas précisément le micro-environnement cochléaire. On sait que les cellules cochléaires sécrètent des facteurs trophiques qui influent sur d'autres types de cellules dans la cochlée 8 , 9 , un processus crucial in vivo qui se perd lorsque l'organe de Corti 10 , 11 ou Spiral Ganglion Neurons (SGN) 12 est cultivé isolément ou lorsque Les marqueurs moléculaires sont analysésLes études in vivo qui peuvent être nécessaires pour la validation des données in vitro pour établir de nouveaux traitements personnalisés pour la perte d'audition dans la poursuite de la «médecine de précision» nécessitent des ressources et des temps importants. Cela est particulièrement important lorsque l'on considère Combien d'effort est nécessaire pour parfaire et effectuer des injections membranaires de l'oreille moyenne ou des fenêtres rondes avec des tests auditifs et la dissection subséquente de la totalité des cochléaires. Le criblage efficace de composés prometteurs dans des cultures organotypiques ex vivo connues sous le nom d'explants cochléaires fournit une alternative économique et fiable 14 , 15 , 16 , 17 .
Cet article décrit un protocole permettant de générer, de maintenir et d'évaluer des explants cochléaires traités. Les applications spécifiques pour ce modèle sont soulignées, y compris son utilisation dans le dépistageDe composés potentiellement thérapeutiques et l'évaluation comparative de vecteurs viraux pour la thérapie génique. Une approche d'explant ex vivo permet aux chercheurs de visualiser les effets d'un traitement donné sur différentes populations cellulaires in situ , en facilitant l'identification des mécanismes spécifiques du type cellulaire et le raffinement ultérieur des thérapies ciblées.
Dans l'ensemble, cette technique fournit un modèle pour étudier la cochlée ex vivo tout en préservant les interférences vitales entre les types de cellules très différents qui coexistent dans la cochlée.
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Le protocole d'étude a été approuvé par le Comité institutionnel pour les soins et l'utilisation des animaux (IACUC) du Massachusetts Eye and Ear. Les expériences ont été réalisées selon le Code de déontologie de l'Association médicale mondiale.
1. Préparation de la dissection
2. Dissection de l'échantillon de cochléaire murin
3. Transfert de spécimens aux plaques de culture
4. Ajout de culture finale Médias et substances intéressantes
REMARQUE: Les explants cochléaires seront prêts à être utilisés 10 à 16 heures plus tard.
5. Immunofluorescence - Jour 1
6. Immunofluorescence - Jour 2
7. Confocal Imaging
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Bien que de nombreux protocoles se concentrent sur l'organe des explants de Corti, cette technique tente de préserver l'anatomie de l'ensemble du tournant cochléaire, y compris les SGN. Cela donne aux chercheurs la possibilité d'analyser les effets d'un traitement donné sur les neurites et somata des SGN en plus de l'organe de Corti. Effectuer une dissection qui conserve une partie du modiolus, comme décrit ici, est plus difficile à utiliser que l'explan...
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Les chercheurs doivent perfectionner la technique de dissection avant d'effectuer des expériences impliquant des explants cochléaires. Les cellules ciliées sont généralement endommagées lors des dissections effectuées au début de la courbe d'apprentissage, et un moment particulièrement problématique pour leur intégrité est l'élimination de la membrane tectoriale, qui nécessite des mains régulières, des outils appropriés et une expérience. Pour économiser du temps et des ressources, un cont...
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Les auteurs n'ont rien à dévoiler.
Ce travail a été soutenu par les subventions du Département national de la surdité et des autres troubles de la communication, R01DC015824 (KMS) et T32DC00038 (soutenant SD), le ministère de la Défense accorde W81XWH-15-1-0472 (KMS), la Fondation Bertarelli (KMS) Nancy Sayles Day Foundation (KMS) et le Lauer Tinnitus Research Center (KMS). Nous remercions Jessica E. Sagers, BA pour des commentaires perspicaces sur le manuscrit.
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Name | Company | Catalog Number | Comments |
Ampicillin, Sodium Salt | Invitrogen | 11593-027 | |
anti-CtBP2 antibody, mouse(IgG1) | BD Transduction Laboratories | 612044 | |
anti-Myo7A antibody, rabbit | Proteus Biosciences | 25-6790 | |
anti-NF-H antibody, chicken | EMD Millipore | AB5539 | |
anti-PSD95 antibody, mouse(IgG2a) | Antibodies Inc. | 75-028 | |
anti-TuJ1 antibody, mouse | BioLegend | 801202 | |
Cell-Tak Cell and Tissue Adhesive, 5 mg | Corning | 354241 | |
CELLSTAR 15 mL Centrifuge Tubes, Conical bottom, Graduation, Sterile | Greiner Bio-One | 188161 | |
CELLSTAR Cell Culture Dish, 100 x 20 mm | Greiner Bio-One | 664160 | |
CELLSTAR Cell Culture Dish, 35 x 10 mm, 4 inner rings | Greiner Bio-One | 627170 | |
CELLSTAR Cell Culture Dish, 60 x 15 mm | Greiner Bio-One | 628160 | |
CELLSTAR 50 mL Centrifuge Tubes, Conical bottom, Graduation, Sterile | Greiner Bio-One | 227261 | |
Clear Nail Polish | Electron Microscopy Sciences | 72180 | |
Clear Wall Glass Bottom Dishes (Glass 40mm), PELCO®, Sleeve/20, 50 x 7 mm | Ted Pella Inc. | 14027-20 | |
Coverslips, Round, Glass, 10 mm diameter, Thickness #1, 0.13 - 0.16mm | Ted Pella Inc. | 260368 | |
DAPI (4',6-Diamidino-2-Phenylindole, Dihydrochloride) | Thermo Fisher Scientific | D1306 | |
Distilled water, 500 mL | Thermo Fisher Scientific | 15230-162 | |
Dulbecco's Modified Eagle's Medium (DMEM), high glucose, pyruvate, no glutamine, 500 mL | Thermo Fisher Scientific | 10313-039 | |
Dumont #4 Forceps | Fine Science Tools | 11241-30 | |
Dumont #55 Forceps (Dumostar) | Fine Science Tools | 11295-51 | |
Ethyl alcohol (EtOH), Pure, 200 proof, anhydrous, ≥99.5% | Sigma-Aldrich | 459836-1L | |
Fetal Bovine Serum (FBS), qualified, USDA-approved regions, 500 mL | Thermo Fisher Scientific | 10437-028 | Aliquot in 50 mL tubes and store in -20°C freezer |
goat anti-chicken-647 secondary antibody | Thermo Fisher Scientific | A-21469 | |
goat anti-mouse(IgG)-568 secondary antibody | Thermo Fisher Scientific | A-11004 | |
goat anti-mouse(IgG1)-568 secondary antibody | Thermo Fisher Scientific | A-21124 | |
goat anti-mouse(IgG2a)-488 secondary antibody | Thermo Fisher Scientific | A-21131 | |
goat anti-rabbit-488 secondary antibody | Thermo Fisher Scientific | R37116 | |
H2O, sterile, EmbryoMax Ultra Pure Water, 500 mL | EMD Millipore | TMS-006-B | |
Hank's Balanced Salt Solution (HBSS), calcium, magnesium, no phenol red, 500 mL | Thermo Fisher Scientific | 14025-092 | |
Instrument Tray with Lid Stainless Steel | Mountainside Medical | TechMed4255 | |
Micro (dissecting) knife – angled 30° | Fine Science Tools | 10056-12 | |
Microscope slides, VistaVision, color-coded, 75 x 25 mm (3 x 1"), 1 mm thick, white, pack of 72 | VWR | 16004-382 | |
N-2 Supplement (100X), 5 mL | Thermo Fisher Scientific | 17502-048 | |
NaHCO3, Sodium Bicarbonate 7.5% solution, 100 mL | Thermo Fisher Scientific | 25080-094 | |
NaOH, sodium hydroxide solution, 1 L | Thermo Fisher Scientific | SS266-1 | |
Normal Horse Serum (NHS) | Invitrogen | 16050130 | |
Operating scissors | Roboz Surgical Instruments Co. | RS-6806 | |
Paraformaldehyde (PFA), Reagent Grade, Crystalline | Sigma-Aldrich | P6148 | Prior to use: Establish Standard Operating Procedures based on protocols available online |
PBS, pH 7.4, 500 mL | Thermo Fisher Scientific | 10010-023 | Autoclave prior to use |
Phalloidin, Alexa Fluor 568 | Thermo Fisher Scientific | A12380 | |
Prep Pad, Non Sterile | Medline | 05136CS | |
Safe-Lock Microcentrifuge Tubes, Polypropylene, 0.5 mL | Eppendorf | 022363719 | Autoclave prior to use |
Safe-Lock Microcentrifuge Tubes, Polypropylene, 1.5 mL | Eppendorf | 022363204 | Autoclave prior to use |
Scalpel Blades - #15 | Fine Science Tools | 10015-00 | |
Scalpel Handle - #4 | Fine Science Tools | 10004-13 | |
Stemi 2000-C Stereo Microscope | Zeiss | 000000-1106-133 | |
TCS SP5 confocal microscope | Leica | N/A | |
Triton-X (non-ionic surfactant) | Integra | T756.30.30 | |
VectaShield antifade mounting medium for fluorescence | Vector Laboratories, Inc. | H-1000 | |
Zipper Bag, Reclosable, 4 x 6'' - 2 mm thick | Zipline | 0609132541599 |
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