Eletroretinograma acoplado direto (DC-ERG) para gravar as respostas elétricas evocadas pela luz do epitélio pigmento de retina do rato

Resumo

Aqui, apresentamos um método para registrar respostas elétricas evocadas pela luz do epitélio pigmento da retina (RPE) em camundongos usando uma técnica conhecida como DC-ERGs descrita pela primeira vez por Marmorstein, Peachey, e colegas no início dos anos 2000.

Resumo

O epitélio pigmento da retina (RPE) é uma monocamada especializada de células estrategicamente localizadas entre a retina e os coriocapillaris que mantêm a saúde geral e a integridade estrutural dos fotorreceptores. O RPE é polarizado, exibindo receptores ou canais localizados apicamente e basally, e realiza transporte vetorial de água, íons, metabólitos e secreta várias citocinas.

As medidas in vivo não invasivas da função RPE podem ser feitas usando ERGs acoplados diretos (DC-ERGs). A metodologia por trás do DC-ERG foi pioneira por Marmorstein, Peachey, e colegas usando um sistema de gravação de estimulação personalizado e mais tarde demonstrou usando um sistema comercialmente disponível. A técnica DC-ERG usa capilares de vidro preenchidos com a solução de sal tampão (HBSS) de Hank para medir as respostas elétricas mais lentas do RPE provocadas a partir de mudanças de concentração evocadas pela luz no espaço subretinal devido à atividade do fotorreceptor. O estímulo de luz prolongado e o comprimento da gravação dc-ERG tornam-no vulnerável à deriva e ao ruído, resultando em um baixo rendimento de gravações de utilidade. Aqui, apresentamos um método rápido e confiável para melhorar a estabilidade das gravações, ao mesmo tempo em que reduzimos o ruído usando pressão de vácuo para reduzir/eliminar bolhas que resultam da eliminação do HBSS e do suporte de eletrodos. Além disso, os artefatos da linha de energia são atenuados usando um regulador de tensão/condicionador de energia. Incluímos os protocolos necessários de estimulação de luz para um sistema ERG comercialmente disponível, bem como scripts para análise dos componentes DC-ERG: onda c, oscilação rápida, pico de luz e resposta off. Devido à melhor facilidade de registros e ao fluxo de trabalho de análise rápida, este protocolo simplificado é particularmente útil na medição de mudanças relacionadas à idade na função RPE, progressão da doença e na avaliação da intervenção farmacológica.

Introdução

O epitélio pigmento da retina (RPE) é uma monocamada de células especializadas que alinham o segmento posterior do olho e exercem funções críticas para manter a homeostase da retina¹. O RPE suporta fotorreceptores regenerando seu pigmento visual captura de fótons em um processo chamado ciclo visual², participando da fagocitose diurna das pontas do segmento externo do galpão³, e no transporte de nutrientes e produtos metabólicos entre fotorreceptores e os choriocapillaris^4,5. Anormalidades na função RPE estão por trás de inúmeras doenças da....

Protocolo

Este protocolo segue as diretrizes de cuidado animal descritas no protocolo de estudo animal aprovado pelo Comitê de Cuidados e Uso de Animais do Instituto Nacional de Olhos.

1. Importação de protocolos de estimulação de luz para DC-ERG

NOTA: Siga as instruções abaixo para importar os protocolos de estimulação de luz para o DC-ERG no software do sistema ERG (Tabela de Materiais). O protocolo consiste em um intervalo pré-estímulo de 0,5 min, seguido por um passo de luz (10 cd/m²) por 7 min, e terminando com um intervalo pós-estímulo de 1,5 min. A intensidade de luz de 10 cd/m² ....

Resultados

Figura 2 é um conjunto de dados de amostra de miR-204 ko/ko cre/+ (KO condicional) e ratos do tipo selvagem (WT). MiR-204 ko/ko cre/+ são camundongos com um nocaute condicional de microRNA 204 no epitélio pigmento da retina. Esses camundongos são gerados pela travessia de camundongos miR-204 floxed (produzidos pela NEIGEF)²² com ratos VMD2-CRE²³. O MiR-204 é altamente expresso no RPE, onde regula a expressão de proteínas críticas para a.......

Discussão

Passos críticos

Uma boa gravação DC-ERG requer eletrodos estáveis que estão livres de bolhas que criam artefatos e deriva indesejada, pois são extremamente sensíveis à superagação e mudanças de temperatura. É essencial que uma linha de base estável seja alcançada quando os eletrodos são colocados na solução de banho HBSS antes de prosseguir com a gravação do mouse. Pequenas bolhas tendem a ser coletadas na base do eletrodo capilar ou ao redor da junta de sil.......

Materiais

Name	Company	Catalog Number	Comments
Ag/AgCl (mouth) Electrode	WPI Inc	EP1	Mouth reference electrode for mouse
Ceramic Tile	Sutter Instrument	CTS	Used to cut the glass capillary tube to an appropriate size
Cotton Tipped Cleaning Stick	Puritan Medical Products	867-WC No Glue	To be used as a spacer to improve the fit of the electrode holder assembly
Electroretinogram (ERG) System	Diagnosys LLC	E3 System	Visual electrophysiology system to diagnose ophthalmic conditions in vision research and drug trials
Bunsen Burner	Argos Technologies	BW20002460	Or equivlaent to shape glass under flame
Glass Capillary Tube (1.5 mm)	Sutter Instruments	BF150-75	For filling with HBSS and making contact to the cornea
Hank’s Buffered Salt Solution (HBSS)	Thermo Fisher Scientific Inc	14175-095	Commercially available. Maintain at RT
In-Line Filter	Whatman	6722-5001	To protect vacuum pump from aerosols
Low Noise Cable for Microelectrode Holders	WPI Inc	5372	Suggested for improving the length and placement of the cables and electrode holder assemblies
Magnetic Ball Joint	WPI Inc	500871	For magnetically positioning the electrode holder assembly on the stage
MatLab	Mathworks		MatLab: For editing the analysis software
Matlab Curvefit Toolbox	Mathworks		Toolbox for MatLab (only required for editing the analysis software)
MatLab Compiler	Mathworks		Toolbox for MatLab (only required for editing and re-releasing the analysis software)
MatLab Runtime version 9.5	Mathworks	R2018b (9.5)	Required to run the analysis software: https://www.mathworks.com/products/compiler/matlab-runtime.html
Microelectrode Holders (45 degrees)	WPI Inc	MEH345-15	For holding the capillaries
Needle (25 ga)	Covidien	8881250313	For filling the capillary tubes with HBSS
needle (ground) electrode	Rhythmlink	13mm - one elctrode	Subdermal needle electrode (ground) for mouse (13mm long, 0.4mm diameter needle, 1.5m leadwire)
Regulator/Power Conditioner	Furman	P-1800	Or equivalent to remove DC-offset from noise introduced through power line
Syringe (12 mL)	Monoject	1181200777	For filling the capillary tubes with HBSS
T-clip	Cole-Parmer	06852-20	For electrode holder assembly
Vacuum Desiccator	Bel-Art	420120000	Clear polycarbonate bottom & cover
Pharmacological treatment
Lubricant eye gel	Alcon	0078-0429-47	Helps lubricates corneal surface and maintain electrical contact with capillary electrodes
Phenylephrine Hydrochloride 2.5%	Akorn	17478-201-15	Short acting mydriatic eye drops (for pupil dilation)
Proparacaine Hydrochloride 0.5%	Akorn	17478-263-12	Local anesthetic for ophthalmic instillation
Tropicamide 0.5%	Akorn	17478-101-12	Short acting mydriatic eye drops (for pupil dilation)
Xylazine	AnaSed	sc-362949Rx	Analgesic and muscle relaxant
Zetamine (Ketamine HCl)	VetOne	501072	Anesthetic for intramuscular injections