Name: personalized needles for microinjections in the rodent brain
Uploaded: 2018-01-24T12:30:00
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Ce travail a été soutenu par une subvention de la Communauté européenne [pcrd7-personnes-2011-IAPP projet 285827 (EPIXCHANGE)].

Tous les protocoles expérimentaux ont été approuvées par le Comité éthique de l’Université de Ferrare pour l’expérimentation animale et par le ministère italien de la santé. L’arrivée (Animal Research : Reporting des expériences In Vivo11) directives ont été suivies.
1. préparation des aiguilles Quartz
<ol><li>Nettoyer et stériliser les capillaires de quartz (voir Table des matières) en les plaçant pour 5 min dans l’eau dist...

<ol>
	<li>Kirik, D., Rosenblad, C., Bj&#246;rklund, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+behavioral+and+neurodegenerative+changes+following+partial+lesions+of+the+nigrostriatal+dopamine+system+induced+by+intrastriatal+6-hydroxydopamine+in+the+rat.">Characterization of behavioral and neurodegenerative changes following partial lesions of the nigrostriatal dopamine system induced by intrastriatal 6-hydroxydopamine in the rat.</a> Exp Neurol. 152 (2), 259-277 (1998).</li><li>Paolone, G., Brugnoli, A., Arcuri, A., Mercatelli, D., Morari, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Eltoprazine+prevents+levodopa-induced+dyskinesias+by+reducing+striatal+glutamate+and+direct+pathway+activity.">Eltoprazine prevents levodopa-induced dyskinesias by reducing striatal glutamate and direct pathway activity.</a> Mov Disord. 30 (13), 1728-1738 (2015).</li><li>Paolone, G., Lee, T. M., Sarter, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Time+to+pay+attention:+attentional+performance+time-stamped+prefrontal+cholinergic+activation,+diurnality,+and+performance.">Time to pay attention: attentional performance time-stamped prefrontal cholinergic activation, diurnality, and performance.</a> J Neurosci. 32 (35), 12115-12128 (2012).</li><li>Shoichet, M. S., Winn, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cell+delivery+to+the+central+nervous+system.">Cell delivery to the central nervous system.</a> Adv Drug Deliv Rev. 42, 81-102 (2000).</li><li>Simonato, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Progress+in+gene+therapy+for+neurological+disorders.">Progress in gene therapy for neurological disorders.</a> Nature RevNeurol. 9, 277-291 (2013).</li><li>Bj&#246;rklund, H., Olson, L., Hahl, D., Schwarcz, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Short-and+Long-Term+Consequences+of+Intracranial+Injections+of+the+Excitotoxin,+Quinolinic+Acid,+as+Evidenced+by+GFA+Immunohistochemistry+of+Astrocytes.">Short-and Long-Term Consequences of Intracranial Injections of the Excitotoxin, Quinolinic Acid, as Evidenced by GFA Immunohistochemistry of Astrocytes.</a> Brain Res. 317, 267-277 (1986).</li><li>Paradiso, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Localized+delivery+of+fibroblast+growth+factor-2+and+brain-derived+neurotrophic+factor+reduces+spontaneous+seizures+in+an+epilepsy+model.">Localized delivery of fibroblast growth factor-2 and brain-derived neurotrophic factor reduces spontaneous seizures in an epilepsy model.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 106 (17), 7191-7196 (2009).</li><li>Falcicchia, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Silencing+Status+Epilepticus-Induced+BDNF+Expression+with+Herpes+Simplex+Virus+Type-1+Based+Amplicon+Vectors.">Silencing Status Epilepticus-Induced BDNF Expression with Herpes Simplex Virus Type-1 Based Amplicon Vectors.</a> PLoS One. 11 (3), 1-17 (2016).</li><li>Munoz, J. L., Coles, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quartz+micropipettes+for+intracellular+voltage+microelectrodes+and+ion-selective+microelectrodes.">Quartz micropipettes for intracellular voltage microelectrodes and ion-selective microelectrodes.</a> J Neurosci Meth. 22 (1), 57-64 (1987).</li><li>Kilkenny, C., Browne, W., Cuthill, I. C., Emerson, M., Altman, D. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Animal+research:+reporting+in+vivo+experiments:+the+ARRIVE+guidelines.">Animal research: reporting in vivo experiments: the ARRIVE guidelines.</a> J Cereb Blood Flow Metab. 31, 991-993 (2011).</li><li>Torres, E. M., Trigano, M., Dunnett, S. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Translation+of+cell+therapies+to+the+clinic:+characteristics+of+cell+suspensions+in+large-diameter+injection+cannulae.">Translation of cell therapies to the clinic: characteristics of cell suspensions in large-diameter injection cannulae.</a> Cell Transplant. 24, 737-749 (2015).</li></ol>

La technique décrite dans cet article répond aux besoins énoncés dans l' Introduction pour l’optimisation des microinjections effectuées pour diverses fins12. Les aiguilles décrits ici réduisent les dommages causés à un niveau minimum, essentiellement non détectable ; en désaccord avec les aiguilles de verre (qui ont tendance à plier), aiguilles de quartz sont rigides et assurer un succès fiable de la région du cerveau désiré même en coordonnées profondes. De ...

Microinjections ont été utilisées pendant une longue période pour la livraison de composés pharmacologiquement actives pour moduler l’activité neuronale dans des zones spécifiques du cerveau. En outre, elles ont été utilisées pour injecter des toxines près des populations neuronales particulières, pour imiter les manifestations neurodégénératives caractéristiques de certaines maladies, par exemple 6-hydroxy-dopamine dans le système de dopamine sont pour imiter la maladie de Parkinson 1 , 2 ou le saporin d’IgG immunotoxine 192 à lésion du système cholinergique3. Plus récemment, les procédures de microinjection ont été utilisées pour fournir des greffes de vecteurs ou de cellules virales pour la thérapie génique ou cellulaire du cerveau expérimental troubles4,5.
Le type classique des aiguilles utilisées dans ces études est fait d’acier inoxydable. Bien que facile et pratique à utiliser, aiguilles en acier ont un certain nombre de problèmes6: ils sont relativement grands et peuvent entraîner des lésions tissulaires, avec la fuite de la barrière hémato - encéphalique et l’activation des astrocytes ; en outre, ils peuvent produire de carottage de tissu cérébral qui pénètre dans l’aiguille, créant un obstacle ou même complètement éviter l’écoulement de la solution recherchée. Plus récemment, aiguilles de verre prêt ponctuel des capillaires ont été introduites en utilisent7,8. Ceux-ci ne causent pas d’activation de dommage ni astrocyte tissulaire importante, mais sont relativement souples et peuvent plier lorsque introduit dans les structures profondes, réduisant la précision de la localisation (obs.).
Il est donc nécessaire de réduire autant que possible dommage (surtout lors de l’exécution d’expériences pour guérir les dommages) tout en augmentant la précision et reproductibilité (c'est-à-direfaire en sorte que toute solution est livrée et assurer la localisation correcte). En outre, il serait souhaitable d’utiliser des conceptions différentes de l’aiguille afin d’assurer une distribution optimale de la solution injectée dans les zones du cerveau avec des géométries variables. Dans cet article, nous décrivons un protocole visant à préparer et utiliser des aiguilles quartz pour microinjections dans le cerveau des rongeur. En raison du point de fusion élevé, les capillaires de quartz ne peuvent être tirés sur un extracteur classique et ont donc pas été utilisés dans le passé pour générer des aiguilles. Quartz, cependant, offre un avantage important sur verre, notamment haute rigidité et rupture résistance9. En raison de leur rigidité, aiguilles quartz sont idéales pour des injections dans des régions du cerveau ventral. En raison de leur haute résistance à la rupture, ils peuvent être modélisés pour inclure plusieurs trous, obtenir des dessins qui peuvent s’avérer plus efficaces même lorsque vous ciblez les régions du cerveau avec des géométries complexes10.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Quartz capillaries</td>
			<td>Sutter Instruments, Novato, CA USA</td>
			<td>Q100-50-10</td>
			<td>Without filament</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Puller</td>
			<td>Sutter</td>
			<td>P2000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micropipette storage jar</td>
			<td>World Precision Instruments (WPI), Sarasota, FL, USA</td>
			<td>E210</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Laser microdissector</td>
			<td>Leica Microsystems, Wetzlar, Germany</td>
			<td>LMD6500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hamilton syringe</td>
			<td>Hamilton ILS Innovative Labor Systeme GmbH, St&#376;tzerbach, Germany</td>
			<td>19138-U</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microinfusion pump</td>
			<td>Univentor, Zejtun, Malta</td>
			<td>Model 864</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Manual microinjection pump kit</td>
			<td>WPI</td>
			<td>Item#: MMP-KIT</td>
			<td>Kit allowing for micropipettes to be securely mounted to the stereotactic frame</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Precision Drill</td>
			<td>Proxxon</td>
			<td>28510 MicroMot 50/E</td>
			<td>Ball bearing drive shaft with variable speed</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Artficial Cerebral Spinal Fluid</td>
			<td>Tocris</td>
			<td>3525</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Needles 26 G Blunt and 30 G Bevel</td>
			<td>Hamilton</td>
			<td>26 G Blunt: 19138-U 
			30 G Bevel: 20757</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microtome</td>
			<td>Leica, Germany</td>
			<td>LEICA RM212RT</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

personalized needles for microinjections in the rodent brain

Microinjections ont été utilisées pendant une longue période pour la livraison de médicaments ou toxines dans des zones spécifiques du cerveau et, plus récemment, ils ont été utilisés pour livrer des produits de thérapie génique ou cellulaire. Malheureusement, les techniques de microinjection actuelles utilisent des aiguilles en acier ou en verre qui sont pas optimaux pour de multiples raisons : en particulier, aiguilles en acier peuvent entraîner des lésions tissulaires et aiguilles de verre peuvent plier quand descendus profondément dans le cerveau, manque la région cible. Dans cet article, nous décrivons un protocole visant à préparer et utiliser des aiguilles de quartz qui combinent un certain nombre de fonctionnalités utiles. Ces aiguilles ne produisent pas de lésions tissulaires décelables et, étant très rigide, assurer une prestation fiable dans la région du cerveau désiré même en utilisant les coordonnées profondes. En outre, il est possible de personnaliser le design de l’aiguille en faisant de multiples trous du diamètre désiré. Plusieurs trous facilitent l’injection de grandes quantités de solution dans une vaste zone, tandis que les gros trous facilitent l’injection de cellules. En outre, ces aiguilles quartz nettoyer et ré-utilisés, tels que la procédure devient rentable.

Nous avons comparé les lésions induites par microinjection directe dans l’hippocampe dorsal du rat et du striatum en utilisant une aiguille de quartz (pointe de diamètre extérieur 60 µM, trou côté de 20 µM de diamètre, type C, Figure 1) par rapport aux deux classique, extrémité arrondie 26 G et bord biseauté de 30 G aiguilles en acier inoxydable. Dans ce but, nous avons injecté 2 µL de FSCA en droite et gauche hippocampe dorsal et du striatum ...

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Personalized Needles for Microinjections in the Rodent Brain

Nous décrivons ici un protocole pour le microinjection dans le cerveau de rongeur qui utilise des aiguilles quartz. Ces aiguilles ne pas produire des lésions tissulaires décelables et assurer une prestation fiable même dans les régions profondes. En outre, ils peuvent être adaptés aux besoins de la recherche par des designs personnalisés et peuvent être réutilisés.

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