Génération de modèles de lésions rétiniennes chez les têtards Xénope

Résumé

Nous avons développé plusieurs protocoles pour induire des lésions rétiniennes ou une dégénérescence rétinienne chez les têtards de Xenopus laevis . Ces modèles offrent la possibilité d’étudier les mécanismes de régénération rétinienne.

Résumé

Les maladies neurodégénératives de la rétine sont les principales causes de cécité. Parmi les nombreuses stratégies thérapeutiques explorées, la stimulation de l’autoréparation s’est récemment révélée particulièrement attrayante. Une source cellulaire d’intérêt pour la réparation de la rétine est la cellule gliale de Müller, qui abrite un potentiel de cellules souches et une capacité de régénération extraordinaire chez les anamniotes. Ce potentiel est cependant très limité chez les mammifères. L’étude des mécanismes moléculaires sous-jacents à la régénération rétinienne dans des modèles animaux dotés de capacités de régénération devrait permettre de mieux comprendre comment libérer la capacité latente des cellules de Müller chez les mammifères à régénérer la rétine. Il s’agit d’une étape clé pour le développement de stratégies thérapeutiques en médecine régénérative. Dans ce but, nous avons développé plusieurs paradigmes de lésions rétiniennes dans Xenopus : une lésion mécanique de la rétine, une lignée transgénique permettant l’ablation conditionnelle des photorécepteurs médiée par la nitroréductase, un modèle de rétinite pigmentaire basé sur le knock-out de la rhodopsine médié par CRISPR/Cas9, et un modèle cytotoxique piloté par des injections intraoculaires de CoCl₂ . En mettant en évidence leurs avantages et leurs inconvénients, nous décrivons ici cette série de protocoles qui génèrent diverses conditions dégénératives et permettent l’étude de la régénération rétinienne chez Xenopus.

Introduction

Des millions de personnes dans le monde sont atteintes de diverses maladies dégénératives de la rétine conduisant à la cécité, telles que la rétinite pigmentaire, la rétinopathie diabétique ou la dégénérescence maculaire liée à l’âge (DMLA). À ce jour, ces affections restent en grande partie incurables. Les approches thérapeutiques actuellement à l’étude comprennent la thérapie génique, les transplantations de cellules ou de tissus, les traitements neuroprotecteurs, l’optogénétique et les prothèses. Une autre stratégie émergente est basée sur l’auto-régénération par l’activation de cellules endogènes ayant un potentiel de cellules souches. Les cellules gliales de Müll....

Protocole

Les soins aux animaux et l’expérimentation ont été menés conformément aux lignes directrices de l’établissement, en vertu de la licence de l’établissement A91272108. Les protocoles d’étude ont été approuvés par le comité institutionnel de protection animale CEEA #59 et ont reçu l’autorisation de la Direction Départementale de la Protection des Populations sous les numéros de référence APAFIS #32589-2021072719047904 v4 et APAFIS #21474-2019071210549691 v2. Reportez-vous au tableau des matériaux pour plus de détails sur tous les matériaux, instruments et réactifs utilisés dans ces protocoles.

1. Lésion mécanique de la r....

Discussion

Avantages et inconvénients de divers paradigmes de lésions rétiniennes chez les têtards de Xénope

Lésion mécanique de la rétine
Diverses lésions chirurgicales de la rétine neurale ont été développées chez les têtards de Xénope. La rétine neurale peut être soit entièrement enlevée 15,16, soit partiellement excisée ^16,17.

matériels

Name	Company	Catalog Number	Comments
1,2-Propanediol (propylène glycol)	Sigma-Aldrich	398039
Absolute ethanol ≥99.8%	VWR chemicals	20821-365
Anti-Cleaved Caspase 3 antibody (rabbit)	Cell signaling	9661S	Dilution 1/300
Anti-GFP antibody (chicken)	Aveslabs	GFP-1020	Dilution 1/500
Anti-M-Opsin antibody (rabbit)	Sigma-Aldrich	AB5405	Dilution 1/500
Anti-mouse secondary antibody, Alexa Fluor 594 (goat)	Invitrogen Thermo Scientific	A11005	Dilution 1/1,000
Anti-Otx2 antibody (rabbit)	Abcam	Ab183951	Dilution 1/100
Anti-rabbit secondary antibody, Alexa Fluor 488 (goat)	Invitrogen Thermo Scientific	A11008	Dilution 1/1,000
Anti-rabbit secondary antibody, Alexa Fluor 594 (goat)	Invitrogen Thermo Scientific	A11012	Dilution 1/1,000
Anti-Recoverin antibody (rabbit)	Sigma-Aldrich	AB5585	Dilution 1/500
Anti-Rhodopsin antibody (mouse)	Sigma-Aldrich	MABN15	Dilution 1/1,000
Anti-S-Opsin antibody (rabbit)	Sigma-Aldrich	AB5407	Dilution 1/500
Apoptotis detection kit (Dead end fluorimetric TUNEL system)	Promega	G3250
Benzocaine	Sigma-Aldrich	E1501	Stock solution 10%
bisBenzimide H 33258 (Hoechst)	Sigma-Aldrich	B2883	Stock solution 10 mg/mL
Butanol-1 ≥99.5%	VWR chemicals	20810.298
Calcium chloride dihydrate (CaCl2, 2H2O)	Sigma-Aldrich (Supelco)	1.02382	Use at 0.1 M
Cas9 (EnGen Spy Cas9 NLS)	New England Biolabs	M0646T
Clark Capillary Glass model GC100TF-10	Warner Instruments (Harvard Apparatus)	30-0038
Cobalt(II) chloride hexahydrate (CoCl2, 6H2O)	Sigma-Aldrich	C8661	Stock solution 100 mM
Coverslip 24 x 60 mm	VWR	631-1575
Dako REAL ab diluent	Agilent	S202230-2
Dimethyl sulfoxide (DMSO)	Sigma-Aldrich	D8418
Electronic Rotary Microtome	Thermo Scientific	Microm HM 340E
Eosin 1% aqueous	RAL Diagnostics	312740
Fluorescein lysine dextran	Invitrogen Thermo Scientific	D1822
Fluorescent stereomicroscope	Olympus	SZX 200
Gentamycin	Euromedex	EU0410-B
Glycerin albumin acc. Mallory	Diapath	E0012	Use at 3% in water
Hematoxylin (Mayer's Hemalun)	RAL Diagnostics	320550
HEPES potassium salt	Sigma-Aldrich	H0527
Human chorionic gonadotropin hormone	MSD Animal Health	Chorulon 1500
Hydrochloric acid fuming, 37% (HCl)	Sigma-Aldrich (SAFC)	1.00314
L-Cysteine hydrochloride monohydrate	Sigma-Aldrich	C7880	Use at 2% in 0.1x MBS (pH 7.8 - 8.0)
Magnesium Sulfate Heptahydrate (MgSO4, 7H2O)	Sigma-Aldrich (Supelco)	1.05886
Metronidazole	Sigma-Aldrich (Supelco)	M3761	Use at 10 mM
Microloader tips	Eppendorf	5242956003
Micropipette puller (P-97 Flaming/Brown)	Sutter Instrument Co.	Model P-97	Program : Heat 700 / Pull 100 / Vel 75 / Time 90 / Unlocked p = 500
Mounting medium to preserve fluorescence, FluorSave Reagent	Millipore	345789
Mounting medium, Eukitt	Chem-Lab	CL04.0503.0500
MX35 Ultra Microtome blade	Epredia	3053835
Needle Agani 25 G x 5/8''	Terumo	AN*2516R1
Nickel Plated Pin Holder	Fine Science Tools	26016-12
Nylon filtration tissue (sifting fabric) NITEX, mesh opening 1,000 µm	Sefar	06-1000/44
Paraffin histowax without DMSO	Histolab	00403
Paraformaldehyde solution (32%)	Electron Microscopy Sciences	EM-15714-S	Use at 4% in 1x PBS pH 7.4
Peel-A-Way Disposable Embedding Molds	Epredia	2219
Pestle	VWR	431-0094
Petri Dish 100 mm	Corning Gosselin	SB93-101
Petri Dish 55 mm	Corning Gosselin	BP53-06
Phosphate Buffer Saline Solution (PBS) 10x	Euromedex	ET330-A
PicoSpritzer Microinjection system	Parker Instrumentation Products	PicoSpritzer III
Pins	Fine Science Tools	26002-20
Polysucrose (Ficoll PM 400 )	Sigma-Aldrich	F4375	Use at 3% in 0.1x MBS
Potassium chloride (KCl)	Sigma-Aldrich	P3911
Powdered fry food : sera Micron Nature	sera	45475 (00720)
Scissors dissection	Fine Science Tools	14090-09
Slide Superfrost	KNITTEL Glass	VS11171076FKA
Slide warmer	Kunz instruments	HP-3
Sodium chloride (NaCl)	Sigma-Aldrich	S7653
Sodium citrate trisodium salt dihydrate (C6H5Na3O7, 2H2O)	VWR chemicals	27833.294
Sodium hydrogen carbonate (NaHCO3)	Sigma-Aldrich (Supelco)	1.06329
Sodium hydroxide 30% aqueous solution (NaOH)	VWR chemicals	28217-292
Stereomicroscope	Zeiss	Stemi 2000
Syringes Omnifix-F Solo Single-use Syringes 1 mL	B-BRAUN	9161406V
trans-activating crRNA (tracrRNA)	Integrated DNA Technologies	1072533
Triton X-100	Sigma-Aldrich	X-100
Tween-20	Sigma-Aldrich	P9416
X-Cite 200DC Fluorescence Illuminator	X-Cite	200DC
Xylene ≥98.5%	VWR chemicals	28975-325