Ouverture de la barrière hémato-encéphalique induite par ultrasons focalisés pour cibler les structures cérébrales et évaluer la neuromodulation chimiogénétique

La chimiogénétique ciblée acoustiquement (ATAC) permet le contrôle non invasif de circuits neuronaux spécifiques. L’ATAC permet d’obtenir un tel contrôle grâce à une combinaison d’ouverture de la barrière hémato-encéphalique induite par les ultrasons focalisés (FUS-BBBO), d’administration de gènes avec des vecteurs viraux adéno-associés (AAV) et d’activation de la signalisation cellulaire avec des récepteurs protéiques modifiés et chimiogénétiques et leurs ligands apparentés. Avec l’ATAC, il est possible de transduire à la fois de grandes et de petites régions du cerveau avec une précision millimétrique à l’aide d’une seule application d’ultrasons non invasive. Cette transduction peut permettre plus tard une neuromodulation à long terme, non invasive et sans dispositif chez les animaux se déplaçant librement à l’aide d’un médicament. Étant donné que le FUS-BBBO, les AAV et la chimiogénétique ont été utilisés chez de nombreux animaux, l’ATAC devrait également être évolutif pour une utilisation chez d’autres espèces animales. Cet article développe un protocole publié précédemment et décrit comment optimiser l’administration de gènes avec FUS-BBBO dans de petites régions du cerveau avec un guidage IRM, mais sans avoir besoin d’un dispositif FUS compliqué compatible avec l’IRM. Le protocole décrit également la conception de composants de ciblage et de contention de souris qui peuvent être imprimés en 3D par n’importe quel laboratoire et peuvent être facilement modifiés pour différentes espèces ou équipements personnalisés. Pour faciliter la reproductibilité, le protocole décrit en détail comment les microbulles, les AAV et la ponction veineuse ont été utilisés dans le développement de l’ATAC. Enfin, un exemple de données est présenté pour guider les investigations préliminaires des études utilisant l’ATAC.