Chez les eucaryotes, la phosphorylation oxydative de prendre place dans la chaîne de transport des électrons des mitochondries est le principal moteur de la production d'énergie sous forme d'ATP. Espèces réactives de l'oxygène (ROS) sont un sous-produit naturel de ce processus. En dépit de leur rôle important en tant que molécules de signalisation, ROS excessive peut conduire à des lésions de l'ADN, des protéines carbonylation, et l'oxydation des lipides. Un déséquilibre entre la production de ROS et de désintoxication provoque le stress oxydatif, qui conduit à l'épuisement de l'énergie, des dommages cellulaires, et déclenche la mort cellulaire 1,2. Le stress oxydatif contribue au vieillissement et au développement de nombreuses maladies mortelles telles que le cancer, le diabète, les maladies cardiovasculaires et neurodégénératives 3-9.
Les cellules ont développé des stratégies enzymatiques et non enzymatiques défense pour maintenir les niveaux de ROS approprié et pour protéger leurs électeurs contre les dommages oxydatifs 1,2. La superoxyde dismutase (SOD) enzymes agissent premier à convert superoxyde de H 2 O 2, qui est ensuite transformé en eau par la catalase ou peroxydase enzymes. Non stratégies de défense enzymatiques comprennent principalement des molécules qui réagissent rapidement avec ROS par rapport aux macromolécules cellulaires, protégeant les composants cellulaires essentiels. Malgré le rôle protecteur de ROS enzymes de détoxification, certaines molécules ROS échapper aux mécanismes de défense antioxydants et conduisent à des dommages oxydatifs. Détection, la réparation, et la dégradation des composants cellulaires endommagés sont les stratégies de défense essentielles pendant le stress oxydatif 1,2.
Les voies de signalisation impliquées dans la résistance au stress et le stress oxydatif spécifiquement sont très évolutif conservée 10,11. Contrairement à des expériences de culture de cellules où les conditions organismales ne sont que partiellement reproduit, l'étude du stress oxydatif dans des organismes modèles 12,13 a une grande signification. C. elegans est un nématode vivant en liberté qui peut être facilement et économiquement culturés sur une pelouse bactérienne sur les médias agar. Il est de petite taille (environ 1 mm de longueur) et normalement se développe comme un hermaphrodite auto-fertilisation, ce qui facilite les manipulations génétiques. Il a un cycle de vie rapide et une forte capacité de reproduction, produisant environ 300 descendants par génération, ce qui en fait un outil puissant pour effectuer écrans génétiques à grande échelle 14. Les C. elegans génome est entièrement séquencé et 40-50% des gènes sont prévu pour être homologues de gènes associés à des maladies humaines 15-18. Le knock-down de gènes d'intérêt en utilisant l'ARNi est rapide et facile en C. elegans. Gene régulation vers le bas peut être obtenu par l'alimentation des animaux de E. colibacilles qui hébergent un plasmide exprimant l'ARN double brin qui cible l'ARNm d'intérêt 19. Par conséquent, la détermination de la fonction des gènes en utilisant des écrans ARNi à grande échelle a un grand impact sur la compréhension des maladies humaines, y compris le cancer 20,21.
Les études de orésistance au stress xidative en C. elegans ont conduit à l'identification de mécanismes conservées de résistance au stress oxydatif 13,22. Certaines filières identifiées sont des voies communes qui modulent la longévité et la résistance à d'autres contraintes ainsi comme l'hypoxie, la chaleur et le stress osmotique. Ces voies comprennent la signalisation de l'insuline, la signalisation TOR, et autophagie. Autres voies clés impliquent la détoxification des ROS tels que des enzymes superoxyde dismutase et de la catalase enzymes, ou la réparation des dommages tels que le choc de la chaleur et de protéines chaperonnes 11,13,22.
Ce protocole décrit la façon de déterminer la résistance au stress oxydatif de C. elegans dans un liquide. Nous avons utilisé FLCN-1 (ok975) et les animaux de type sauvage pour démontrer le protocole puisque nous avons précédemment montré une résistance accrue au stress oxydatif sur la perte de FLCN-1 (ok975) en C. elegans 23. Nous avons également montré que cette augmentation de la résistance dépendsur l'AMPK et de l'autophagie, un axe de signalisation qui améliore bioénergétique cellulaire et favorise la résistance au stress 23. PQ est un facteur de stress oxydatif qui interfère avec la chaîne de transport d'électrons pour produire des espèces réactives de l'oxygène 24. Le même dosage peut être adapté et d'autres sources de ROS ou des composés générant des ROS peut être utilisé tel que H 2 O 2 et la roténone. Des essais similaires ont été développées sur des plaques où de faibles concentrations de PQ sont utilisées 25,26. L'avantage de ce test est qu'il est très rapide, et les résultats pourraient être obtenus en une seule journée. En outre, le volume total de liquide utilisé pour effectuer l'essai de résistance au stress oxydatif dans des plaques 96 puits est faible par rapport au volume utilisé pour préparer des plaques contenant PQ. Par conséquent, la quantité de la PQ est utilisé dans le dosage du liquide est faible, ce qui rend le test peu coûteux et limite la production de déchets toxiques. Toutefois, les limites de ce dosage par rapport à des essais de plaque comprennent la lack de la nourriture liquide dans le dosage et la plus faible concentration d'oxygène à l'état liquide par rapport à l'air. Ce sont des facteurs importants qui, dans certains cas, pourraient influencer les résultats. Par conséquent, confirmant reproductibilité en utilisant d'autres méthodes de résistance au stress oxydatif est recommandé de soutenir les résultats obtenus dans cet essai.