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La respuesta alterada al levamisol puede identificar los genes necesarios para la señalización colinérgica postsináptica y la función muscular. El protocolo aquí describe un ensayo de levamisol líquido utilizado para cuantificar la parálisis dependiente del tiempo durante un período de tiempo de 1 hora. Los estudiantes hacen predicciones sobre los efectos de ciertas mutaciones genéticas, llevan a cabo un experimento con un gran tamaño de muestra y luego cuantifican sus resultados. Este ensayo es una forma simple y eficiente de cuantificar la parálisis inducida por levamisol sin recoger o pinchar animales, lo que lo hace adecuado para laboratorios de pregrado, así como para investigadores que estudian la transmisión neuromuscular. Aquí se discuten algunos de los escollos más comunes, las limitaciones del ensayo y una variación del protocolo que permite su uso con animales de derribo de ARNi; También se discute aquí cómo este ensayo se puede integrar en una experiencia de investigación de pregrado basada en cursos.
La preparación adecuada de las placas de 24 pocillos es esencial. Primero, los céspedes bacterianos deben estar completamente secos antes de detectar animales L1 en los pozos. Si no se seca lo suficiente, la bacteria se mezcla con la solución de levamisol durante el ensayo, volviendo el líquido turbio y evitando que las personas puedan contar los gusanos. En segundo lugar, al sincronizar los gusanos a través de la preparación de lejía, los animales no deben estar expuestos a la solución de lejía durante demasiado tiempo, ya que esto hará que la capa protectora de los huevos se desintegre. En tercer lugar, es crucial detectar solo 20-30 L1 por pozo, ya que demasiados gusanos en los pozos hacen que sea extremadamente difícil contar con precisión el número que se mueve en el tiempo asignado. Finalmente, es importante mantener una técnica aséptica durante la preparación de las placas, ya que los pozos contaminados no se pueden ensayar.
Hay algunas limitaciones que deben considerarse al realizar este ensayo. Primero, contar el número de gusanos en movimiento en cada pozo cada 5 minutos puede ser abrumador para las personas que carecen de experiencia previa en laboratorio, y esto podría conducir a una recopilación de datos imprecisa. En cuanto a otros ensayos utilizados para determinar la sensibilidad a los medicamentos18,19, este experimento puede realizarse con menos puntos de tiempo. En segundo lugar, el recubrimiento de L1 hambrientos aislados de una preparación de lejía es un método fácil para obtener una población sincronizada; Sin embargo, se deben hacer ajustes si el tiempo de desarrollo difiere entre las cepas que se están analizando. Es posible recoger animales en fase larvaria tardía (L4) en una placa de 24 pocillos para este ensayo; Sin embargo, cuando se preparan muchos platos, esto requiere demasiado trabajo. Alternativamente, se debe determinar el tiempo que tarda cada cepa en alcanzar L4 y luego colocar las L1 en los pozos en diferentes momentos para ajustar las diferencias en la velocidad de maduración. Finalmente, si bien este ensayo puede usarse para identificar nuevos genes importantes para la función muscular postsináptica11, la respuesta alterada de levamisol también puede ser causada por mutación o knockdown de ARNi de genes presinápticos12. Si se observa una sensibilidad alterada al levamisol, se deben realizar experimentos adicionales para determinar la razón de este fenotipo.
Al hacer algunas modificaciones a las placas de 24 pocillos, el ensayo de natación de levamisol descrito también se puede realizar en animales de derribo de ARNi11. La eliminación del gen a través de RNAi se puede lograr alimentando bacterias C. elegans que expresan ARN bicatenario correspondiente al gen de interés20. Para la preparación de placas de RNAi, se debe agregar 1 mL de 1M IPTG y 1 mL de 25 mg/mL de carbenicilina por litro de medio después de retirarlo del autoclave. Los cultivos bacterianos se cultivan recogiendo una sola colonia en 3 ml de caldo LB más 3 μL de 25 mg / ml de carbenicillin, y agitando a 37 ° C durante la noche, y el mapa de placas se realiza cuando se detectan las diferentes bacterias en los pocillos. C. elegans se sincronizan mediante la preparación de lejía como se describe; sin embargo, se debe usar la cepa eri-1 hipersensible de ARNi (mg366) en lugar del tipo salvaje para aumentar la eliminación del gen. Las caídas de ARNi resultan en los mismos fenotipos de levamisol observados para los mutantes de pérdida de función11.
El protocolo presentado aquí se puede utilizar en la investigación de laboratorio, como un experimento independiente en el laboratorio de pregrado, o en las primeras semanas de un curso avanzado de pregrado como una introducción a las técnicas básicas de C. elegans y la función neuromuscular. En un curso más avanzado basado en el descubrimiento, los estudiantes pueden usar este ensayo para determinar si la pérdida de C. elegans homólogos de genes mutados en individuos con síndromes miasténicos, distrofias musculares o miopatías alteran la sensibilidad al levamisol. En conclusión, este ensayo de sensibilidad de levamisol simple y económico proporciona un enfoque práctico para aprender sobre la señalización en el NMJ y adquirir experiencia trabajando con el sistema modelo de C. elegans.