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Modelos de animales acuáticos para estudios en medicina regenerativa

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DOI:

10.3791/64946

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20 de enero de 2023

En este artículo

Resumen

ARTÍCULOS DISCUTIDOS:

Shimizu, Y., Kawasaki, T. Modelo de lesión por herida punzada del tectum óptico adulto utilizando pez cebra y medaka para el análisis comparativo de la capacidad regenerativa. Revista de Experimentos Visualizados. (180), E63166 (2022).

Burris, B., Jensen, N., Mokalled, M. H. Evaluación de la resistencia a la natación y el comportamiento de natación en peces cebra adultos. Revista de Experimentos Visualizados. (177), E63240 (2021).

El-Daher, F. et al. Lesiones controladas semiautomáticas inducidas por láser para estudiar la regeneración de la médula espinal en larvas de pez cebra. Revista de Experimentos Visualizados. (177), E63259 (2021).

Slater, P. G., Larraín, J. Transsección de la médula espinal en renacuajos de xenopus laevis. Revista de Experimentos Visualizados. (178), E63276 (2021).

Editorial

La regeneración es un proceso biológico interesante y fascinante que puede restaurar órganos, tejidos y células dañadas por enfermedades o eventos traumáticos 1,2,3. Después de estos eventos, el trasplante del órgano dañado es la única salvación para los pacientes 4,5. Sin embargo, debido a la corta vida de las donaciones de órganos y los diferentes efectos (por ejemplo, dolor, infección, sangrado y coágulos de sangre), el enfoque regenerativo podría representar una alternativa potencial para salvar la vida de estos pacientes. Además, durante la última década, se han utilizado varios organismos modelo (por ejemplo, animales acuáticos 6,7,8,9,10,11,12 como el pez cebra, medaka y xenopus) para estudiar el proceso de regeneración después de un evento de lesión traumática. El objetivo de esta colección es mostrar protocolos estandarizados para lesiones de órganos o tejidos en animales acuáticos y, por lo tanto, demostrar los enormes beneficios que se pueden obtener al usar estos animales modelo en medicina regenerativa.

Para estudiar la regeneración cerebral, Shimizu et al.13 proponen un interesante modelo de lesión cerebral, comparando el medaka y el pez cebra. Los autores describieron un método que utiliza una aguja para inducir lesiones en el cerebro de peces adultos para la investigación del destino celular en el nicho de células madre neurogénicas. En detalle, los autores insertaron manualmente una aguja en una región específica del cerebro (el tectum óptico), y se extrajo y reparó el cerebro de pez. Los cerebros se seccionaron (usando criostato) y estas secciones se usaron para detectar marcadores específicos (proliferativos o diferenciativos). El enfoque descrito por los autores produjo los resultados en dos peces teleósteos diferentes: medaka y pez cebra.

Para la regeneración de la médula espinal, Burris et al.14 describen un protocolo original para evaluar el comportamiento del pez cebra, tanto en situación de lesión como después de un evento de lesión en la médula espinal. Los autores observaron una disminución significativa de la capacidad de natación en peces con una lesión en la columna. Curiosamente, este pez restauró gradualmente la función de capacidad de natación al menos 2 semanas después de la lesión. Contribuyendo a los estudios de regeneración de la médula espinal utilizando el modelo de pez cebra, un protocolo de El-Daher et al.15 permitió realizar una lesión medular con mayor precisión. Los autores utilizaron un láser para inducir una lesión específica. Este método difería de un enfoque manual, ya que permitía aumentar el número de animales y experimentos.

Como los peces teleósteos y otros animales acuáticos pueden regenerarse después de una lesión de la médula espinal, Slater et al.16 describen en detalle un protocolo para cortar la médula espinal en un modelo animal de rana (xenopus). Los autores también incluyen pasos sobre cómo manejar este modelo animal durante la cirugía, cómo brindar atención postoperatoria y cómo realizar pruebas funcionales. Los esfuerzos continuos para diseccionar los mecanismos moleculares que gobiernan la regeneración de tejidos, particularmente el cerebro y la médula espinal, en estos modelos animales no mamíferos pueden ayudar a desarrollar estrategias novedosas para el tratamiento de varias enfermedades.

Divulgaciones

Los autores no tienen nada que revelar.

Agradecimientos

Los autores no tienen agradecimientos.

Referencias

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  2. Hou, J., Zhou, Q., Zhu, X., Peng, J., Xiong, J. W. Diverse biological and engineering strategies towards organ regeneration. Cell Regeneration. 10 (1), 34(2021).
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  6. Cacialli, P., et al. Neuronal expression of brain derived neurotrophic factor in the injured telencephalon of adult zebrafish. The Journal of Comparative Neurology. 526 (4), 569-582 (2018).
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  8. Cacialli, P., et al. A connexin/ifi30 pathway bridges HSCs with their niche to dampen oxidative stress. Nature Communications. 12 (1), 4484(2021).
  9. Watanabe, N., et al. Kidney regeneration through nephron neogenesis in medaka. Development, Growth & Differentiation. 51 (2), 135-143 (2009).
  10. Sekimizu, K., Tagawa, M., Takeda, H. Defective fin regeneration in medaka fish (Oryzias latipes) with hypothyroidism. Zoological Science. 24 (7), 693-699 (2007).
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  12. Slater, P. G., Palacios, M., Larrain, J. Xenopus, a model to study wound healing and regeneration: Experimental approaches. Cold Spring Harbor Protocols. 2021 (8), (2021).
  13. Shimizu, Y., Kawasaki, T. Stab wound injury model of the adult optic tectum using zebrafish and medaka for the comparative analysis of regenerative capacity. Journal of Visualized Experiments. (180), e63166(2022).
  14. Burris, B., Jensen, N., Mokalled, M. H. Assessment of swim endurance and swim behavior in adult zebrafish. Journal of Visualized Experiments. (177), e63240(2021).
  15. JoVE. Erratum:Controlled semi-automated laser-induced injuries for studying spinal cord regeneration in zebrafish larvae. Journal of Visualized Experiments. (182), e6497(2022).
  16. Slater, P. G., Larrain, J. Spinal cord transection In xenopus laevis tadpoles. Journal of Visualized Experiments. (178), e63276(2021).

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