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Method Article
* Ces auteurs ont contribué à parts égales
Ce manuscrit présente un protocole pour la préparation histologique de lames à partir de globes oculaires de rongeurs. Avec la méthode proposée, la rétine interne peut être facilement visualisée et évaluée au microscope optique. La procédure est présentée pour les globes oculaires des souris et des rats.
Un globe oculaire de rongeur est un outil puissant pour étudier les mécanismes pathologiques de nombreuses maladies ophtalmiques, telles que le glaucome, la rétinopathie hypertensive et bien d’autres. Les expériences précliniques permettent aux chercheurs d’examiner l’efficacité de nouveaux médicaments, de développer de nouvelles méthodes de traitement ou de rechercher de nouveaux mécanismes pathologiques impliqués dans l’apparition ou la progression de la maladie. Un examen histologique fournit de nombreuses informations nécessaires pour évaluer les effets des expériences menées et peut révéler une dégénérescence, un remodelage tissulaire, une infiltration et de nombreuses autres pathologies. Dans la recherche clinique, il y a rarement une chance d’obtenir un tissu oculaire adapté à un examen histologique, c’est pourquoi les chercheurs devraient profiter de l’opportunité offerte par l’examen des globes oculaires des rongeurs. Ce manuscrit présente un protocole pour la préparation histologique des coupes oculaires de rongeurs. La procédure est présentée pour les globes oculaires de souris et de rats et comporte les étapes suivantes : (i) prélèvement du globe oculaire, (ii) conservation du globe oculaire pour une analyse plus approfondie, (iii) traitement du tissu en paraffine, (iv) préparation des lames, (v) coloration à l’hématoxyline et à l’éosine, (vi) évaluation du tissu au microscope optique. Avec la méthode proposée, la rétine peut être facilement visualisée et évaluée en détail.
Le globe oculaire est une structure en forme de globe constituant l’organe de la vue. L’intérieur du globe oculaire peut être divisé en deux segments : le segment antérieur, qui comprend la cornée, l’iris, le corps ciliaire, le cristallin, la chambre antérieure et la chambre postérieure, et le segment postérieur, qui comprend le corps vitré, la rétine, la choroïde, la sclère, la tête du nerf optique. La chambre antérieure est située entre la cornée et l’iris 1,2. L’iris est une structure circulaire avec une ouverture au centre appelée la pupille. À la jonction de la cornée et de l’iris, il y a l’angle de drainage, où un système spécialisé de trabécules draine l’humeur aqueuse du globe oculaire au système veineux. La chambre postérieure est délimitée par l’iris, le corps ciliaire et le cristallin, ainsi que par les ligaments suspenseurs qui maintiennent le cristallin en place. Derrière le cristallin se trouve le corps vitré, qui est la plus grande structure du globe oculaire. Le corps vitré adhère à la rétine et stabilise sa position. La rétine est entourée par la choroïde et la sclérotique1. L’anatomie du globe oculaire est résumée à la figure 1.
La paroi du globe oculaire se compose de trois couches. La couche la plus externe est la sclère, qui protège le globe oculaire des blessures et maintient sa forme. Au pôle antérieur du globe oculaire, la sclérotique se transforme en une cornée transparente. Sous la sclère, il y a une structure vasculaire appelée uvée, dont la fonction principale est de nourrir les structures de l’œil. L’uvée forme la choroïde, et à l’intérieur du pôle antérieur, le corps ciliaire et l’iris1. La couche la plus interne est la rétine, qui est une structure hautement spécialisée de l’œil, composée de neurones, de cellules gliales et de cellules épithéliales pigmentaires. Les neurones rétiniens comprennent les cellules photoréceptrices (bâtonnets et cônes), les cellules horizontales, les cellules bipolaires, les cellules amacrines et les cellules ganglionnaires rétiniennes (CGR). Ces cellules sont organisées en couches complexes, et leur rôle est de recevoir et de traiter les stimuli lumineux 2,3. Les cellules gliales de la rétine comprennent les cellules de Müller, les astrocytes et la microglie, qui sont présentes dans toutes les couches de la rétine. Les nombreuses fonctions des cellules gliales comprennent la nutrition des neurones, le soutien de la barrière hémato-rétinienne, le soutien structurel des neurones pour maintenir la structure en couches de la rétine, la régulation du métabolisme des neurones, la sécrétion de protéines biologiquement actives régulant le fonctionnement, la croissance et la survie des neurones, et la régulation des processus immunologiques au sein de la rétine4. Les cellules épithéliales pigmentaires constituent la couche la plus externe de la rétine et agissent comme une barrière entre la choroïde et les photorécepteurs. Ces cellules régulent le transport bidirectionnel des déchets et des nutriments et protègent également la rétine des dommages excessifs induits par la lumière en absorbant l’énergie lumineuse et en neutralisant les espèces réactives de l’oxygène générées par la lumière5.
La rétine peut être divisée en dix couches : (i) l’épithélium pigmentaire rétinien, (ii) la couche du segment photorécepteur (bâtonnets et cônes), (iii) la membrane limitante externe (ELM), (iv) la couche nucléaire externe (ONL), (v) la couche plexiforme externe (OPL), (vi) la couche nucléaire interne (INL), (vii) la couche plexiforme interne (IPL), (viii) la couche de cellules ganglionnaires (GCL), (ix) la couche de fibres nerveuses rétiniennes (RNFL), et (x) membrane limitative interne (ILM)2. Les couches nucléées de la rétine comprennent l’ONL, l’INL et le GCL, tandis que les couches avec des connexions synaptiques entre les cellules comprennent l’OPL et l’IPL6. Les noyaux des bâtonnets et des cônes forment l’ONL, et leurs axones s’étendent dans l’OPL, où ils se connectent aux dendrites des cellules bipolaires et horizontales. À l’intérieur de l’INL, les noyaux cellulaires horizontaux, bipolaires et amacrines sont situés. Au sein de l’IPL, les terminaisons axonales des cellules bipolaires et amacrines font synapse avec les dendrites des CGR. Au sein du GCL, les CGR constituent la plupart des corps cellulaires, mais on peut également y trouver des cellules amacrines disloquées. Les axones des CGR forment le RNFL et, plus loin, le nerf optique 7,8,9.
De nombreuses maladies ophtalmiques, telles que les troubles neurodégénératifs de la rétine, entraînent une cécité irréversible et incurable10. La vision est considérée comme l’un des sens les plus importants11, et la cécité permanente réduit considérablement la qualité de vie du patient. Pour approfondir la compréhension des mécanismes pathologiques de nombreuses maladies, la recherche préclinique utilisant des cultures cellulaires ou des modèles animaux est largement réalisée. Les études précliniques sur des animaux de laboratoire sont l’occasion d’évaluer les mécanismes pathologiques sous-jacents aux maladies oculaires et de développer de nouvelles stratégies thérapeutiques. Les maladies oculaires peuvent être modélisées à la fois chez les grands animaux (singes, vaches, chiens et chats) et les petits animaux (lapins, rats, souris et poissons-zèbres). L’utilisation d’animaux plus grands permet un meilleur accès à l’œil en raison de sa taille. Les expériences réalisées sur des rongeurs, en revanche, en raison de leur reproduction relativement rapide, permettent la reproduction de souches consanguines caractérisées par une sensibilité à certaines maladies12,13.
Dans les modèles animaux, l’énucléation est possible, ce qui permet d’effectuer un examen histopathologique détaillé du globe oculaire, avec l’évaluation des pathologies mineures qui apparaissent dans des structures particulières de l’œil au cours du développement de la maladie - un examen qui peut être très rarement effectué chez l’homme. L’évaluation histopathologique est un outil extrêmement précieux dans la recherche des mécanismes pathologiques des troubles oculaires. Dans la littérature publiée, les descriptions de la méthodologie d’examen histologique des globes oculaires sont très limitées et les guides étape par étape manquent, ce qui rend difficile la recréation pour les débutants. Cette étude vise à fournir une méthode simple et concise de préparation de lames histologiques et d’évaluation de la rétine du rat et de la souris.
La recherche a été réalisée dans le respect des directives institutionnelles. Les globes oculaires utilisés dans cette étude ont été obtenus à partir d’animaux inclus dans une expérience menée sur la base du numéro d’approbation de l’étude WAW2/122/2020 délivré par le 2e comité d’éthique local de l’Université des sciences de la vie de Varsovie à Varsovie, en Pologne. Notre protocole a été élaboré en examinant des souris âgées de 11 et 44 semaines et des rats âgés de 6, 12 et 16 semaines.
1. Préparation des globes oculaires de souris
REMARQUE : Ce protocole présente la méthode de préparation de coupes de globes oculaires de souris et a été élaboré à l’aide de globes oculaires prélevés sur des souris femelles C57Bl/6 âgées de 11 semaines (poids moyen de 21 g), des souris femelles C57Bl/6 âgées de 44 semaines (poids moyen de 25 g), des souris DBA/2 femelles âgées de 11 semaines (poids moyen de 21,5 g) et des souris femelles DBA/2 âgées de 44 semaines atteintes de glaucome (poids moyen de 25 g).
2. Préparation de la section des globes oculaires de rat et du montage de la glissière
REMARQUE : Ce protocole présente la méthode de préparation de coupes de globes oculaires de rat et a été élaboré à l’aide des globes oculaires prélevés sur : des rats SHR mâles âgés de 6 semaines (poids moyen 115,5 g), des rats SHR mâles âgés de 12 semaines souffrant d’hypertension artérielle (poids moyen 262,5 g), des rats WKY mâles âgés de 6 semaines (poids moyen 143,5 g), des rats WKY mâles âgés de 12 semaines (poids moyen 265 g), des rats Lewis mâles âgés de 12 semaines (poids moyen 310 g) et des rats Lewis mâles âgés de 16 semaines atteints de diabète sucré induit (poids moyen 259 g).
3. Évaluation des sections du globe oculaire
Grâce à l’utilisation du protocole présenté, l’anatomie et la morphologie de structures spécifiques du globe oculaire peuvent être évaluées en détail. Notre équipe se concentre sur la recherche des mécanismes pathologiques de la neurodégénérescence dans les troubles rétiniens, tels que le glaucome, la rétinopathie diabétique et la rétinopathie hypertensive. Pour évaluer les caractéristiques de la neurodégénérescence de la rétine, nous avons évalué le RT (glo...
L’examen histologique du globe oculaire de souris et de rat est un outil puissant dans le domaine de l’ophtalmologie expérimentale. Il peut fournir de nouvelles informations sur les changements dans les structures oculaires au cours des maladies ophtalmiques, qui ne seraient pas observés autrement en milieu clinique. Les protocoles décrits présentent une méthode simple pour effectuer une analyse histologique de la rétine. Les subtilités de la procédure nécessaire au traiteme...
Les auteurs ne déclarent aucun conflit d’intérêts.
Les travaux, y compris les rats, ont été financés dans le cadre du projet TIME 2 MUW - l’excellence de l’enseignement comme une opportunité pour le développement de l’Université de médecine de Varsovie cofinancé par le Fonds social européen dans le cadre du programme opérationnel Développement de l’éducation à la connaissance pour 2014-2020, le numéro de la convention de cofinancement : POWR.03.05.00-00-Z040/18-00. Les travaux, y compris sur des souris, ont été réalisés dans le cadre d’un projet mis en œuvre dans les années 2020 à 2022, financé par une subvention pour la science obtenue par l’Université de médecine de Varsovie.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Acetone | Chempur | 111024800 | |
Dumont Tweezers #5, 11cm, 0.05 x 0.01mm Tips | World Precision Instruments | 14095 | small, microsurgical forceps |
Eosin | Mar-Four | 4P.05.2001/L | Aqueous solution |
Ethyl alcohol 96 % | Chempur | CH.ET.AL.96%CZDA.CH | |
Ethyl alcohol 99.9 % | Chempur | CH.ETYL.ALK.99,9%BW | Use to prepare 70% and 80% solutions of EtOH |
Glacier - 86 °C Ultralow Temperature Freezer NU-9483E | NuAire | 13027D0034 | Freezing temperature - 80 °C |
Glass slides | Mar-Four | MI.15.01673 | Ground glass slides with a double-sided matte field for description |
Leica CV5030 Fully Automated Glass Coverslipper | Leica Biosystems | 14,04,78,80,101 | Automated slide sealer |
Mayer's hematoxylin | Chempur | 124687402 | |
Metal base molds 15 mm x 15 mm | Leica Biosystems | 3803081 | |
Microme HM 340 E | Thermo Scientific | 90-519-0 | Microtome |
Microtome razor blades | Mar-Four | HI.N.35 | Cutting angle 35° |
Micro-Twin biopsy cassette | Mar-Four | LN.13874550 | |
Microwave Hybrid Tissue Processor | Milestone | ||
Multistainer Leica ST5020 | Leica Biosystems | Automated slide stainer | |
NanoZoomer 2.0-HT slide scanner | Hamamatsu | C9600 | Histopathological slide scanner |
NDP.view2 Image viewing software | Hamamatsu | U12388-01 | Image viewing software |
Paraffin Pathowax Plus | Mar-Four | 4P.PWP.010 | Melting temperature 56 °C - 58 °C |
Paraformaldehyde | Sigma - Aldrich | 441244-1KG | Prepare a 4% solution in PBS |
PBS Tablets | Merck Millipore | 524650-1EA | Use to prepare a solution of phosphate buffer saline, per manufacturer's instructions |
Pierce Microcentrifuge Tubes, 1.5 mL | Thermo Scientific | 69715 | |
Refrigerator-freezer EN14000AW | Electrolux | 925032562-00 | refrigeration 4 °C |
Scalpel blade | Swann-Morton | T.OST.SKAL00.024 | |
Sucrose | Chempur | 427720906 | |
SuperCut Spring Scissors, 12.5cm, Curved | World Precision Instruments | 501925 | curved, small microsurgical scissors |
Tape for automatic sealers | Mar-Four | KP-3020/SMRH001 | |
Xylene | Chempur | CH.KSYL.5l.METAL.OP |
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