Le but de ce protocole est de démontrer la préparation, la culture, le traitement et l'immunocoloration des explants cochléaires murins néonataux. La technique peut être utilisée comme outil de dépistage in vitro dans la recherche auditive.
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Article de méthode
Le but de ce protocole est de démontrer la préparation, la culture, le traitement et l'immunocoloration des explants cochléaires murins néonataux. La technique peut être utilisée comme outil de dépistage in vitro dans la recherche auditive.
Bien qu'il y ait eu des progrès remarquables dans la recherche de l'ouïe au cours des dernières décennies, il n'y a toujours pas de remède contre la perte d'audition sensorielle (SNHL), une affection qui entraîne généralement une perte ou une perte des structures mécanosensorielles délicates de l'oreille interne. Des essais sophistiqués in vitro et ex vivo ont émergé ces dernières années, ce qui a permis de dépister un nombre croissant de composés potentiellement thérapeutiques tout en minimisant les ressources et en accélérant les efforts pour développer des remèdes pour SNHL. Bien que les cultures homogènes de certains types de cellules continuent à jouer un rôle important dans la recherche actuelle, de nombreux scientifiques s'appuient maintenant sur des cultures organotypiques plus complexes d'oreilles internes murines, également connues sous le nom d'explants cochléaires. La préservation des structures cellulaires organisées à l'intérieur de l'oreille interne facilite l'évaluation in situ de divers composants de l'infrastructure cochléaire, y compris les cellules capillaires interne et externe, les neurones ganglionnaires en spirale, les neuronesItes, et les cellules de soutien. Nous présentons ici la préparation, la culture, le traitement et l'immunocoloration des explants cochléaires murins néonataux. La préparation minutieuse de ces explants facilite l'identification des mécanismes qui contribuent au SNHL et constituent un outil précieux pour la communauté de la recherche auditive.
La perte auditive sensorielle (SNHL) reflète les dommages causés à l'oreille interne ou à la voie auditive ascendante. Bien que la perte auditive soit le déficit sensoriel le plus fréquent chez les humains 1 , les traitements curatifs n'existent pas encore 2 . Bien que les implants cochléaires ou auditifs du tronc cérébral puissent rétablir un certain degré d'audition chez les patients atteints de SNHL grave à profond, l'audition fournie par ces dispositifs est encore très différente de l'audition "naturelle", en particulier lors des tentatives de compréhension de la parole dans le bruit ou de l'écoute musicale.
Bien que la dégénérescence des cellules capillaires ait longtemps été considérée comme la conséquence principale des événements auditifs traumatiques ( p. Ex., Exposition au bruit élevé), il existe de plus en plus de preuves que les synapses transmettant l'information des cellules capillaires au nerf auditif sont au moins aussi vulnérables aux traumatismes acoustiques 3 , 4 , 5 > , 6 . Étant donné que les seuils audiométriques humains, l'étalon-or actuel pour l'évaluation de la fonction auditive, ne prédisent pas un dommage cellulaire spécifique dans l'oreille interne, des outils plus raffinés sont nécessaires pour détecter la dégénérescence cellulaire dès que possible et pour initier un traitement adéquat 7 .
Des traitements pharmaceutiques prometteurs pour la perte d'audition sont souvent testés sur des cultures cellulaires homogènes in vitro , mais de tels systèmes ne modélisent pas précisément le micro-environnement cochléaire. On sait que les cellules cochléaires sécrètent des facteurs trophiques qui influent sur d'autres types de cellules dans la cochlée 8 , 9 , un processus crucial in vivo qui se perd lorsque l'organe de Corti 10 , 11 ou Spiral Ganglion Neurons (SGN) 12 est cultivé isolément ou lorsque Les marqueurs moléculaires sont analysésLes études in vivo qui peuvent être nécessaires pour la validation des données in vitro pour établir de nouveaux traitements personnalisés pour la perte d'audition dans la poursuite de la «médecine de précision» nécessitent des ressources et des temps importants. Cela est particulièrement important lorsque l'on considère Combien d'effort est nécessaire pour parfaire et effectuer des injections membranaires de l'oreille moyenne ou des fenêtres rondes avec des tests auditifs et la dissection subséquente de la totalité des cochléaires. Le criblage efficace de composés prometteurs dans des cultures organotypiques ex vivo connues sous le nom d'explants cochléaires fournit une alternative économique et fiable 14 , 15 , 16 , 17 .
Cet article décrit un protocole permettant de générer, de maintenir et d'évaluer des explants cochléaires traités. Les applications spécifiques pour ce modèle sont soulignées, y compris son utilisation dans le dépistageDe composés potentiellement thérapeutiques et l'évaluation comparative de vecteurs viraux pour la thérapie génique. Une approche d'explant ex vivo permet aux chercheurs de visualiser les effets d'un traitement donné sur différentes populations cellulaires in situ , en facilitant l'identification des mécanismes spécifiques du type cellulaire et le raffinement ultérieur des thérapies ciblées.
Dans l'ensemble, cette technique fournit un modèle pour étudier la cochlée ex vivo tout en préservant les interférences vitales entre les types de cellules très différents qui coexistent dans la cochlée.
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Le protocole d'étude a été approuvé par le Comité institutionnel pour les soins et l'utilisation des animaux (IACUC) du Massachusetts Eye and Ear. Les expériences ont été réalisées selon le Code de déontologie de l'Association médicale mondiale.
1. Préparation de la dissection
2. Dissection de l'échantillon de cochléaire murin
3. Transfert de spécimens aux plaques de culture
4. Ajout de culture finale Médias et substances intéressantes
REMARQUE: Les explants cochléaires seront prêts à être utilisés 10 à 16 heures plus tard.
5. Immunofluorescence - Jour 1
6. Immunofluorescence - Jour 2
7. Confocal Imaging
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Bien que de nombreux protocoles se concentrent sur l'organe des explants de Corti, cette technique tente de préserver l'anatomie de l'ensemble du tournant cochléaire, y compris les SGN. Cela donne aux chercheurs la possibilité d'analyser les effets d'un traitement donné sur les neurites et somata des SGN en plus de l'organe de Corti. Effectuer une dissection qui conserve une partie du modiolus, comme décrit ici, est plus difficile à utiliser que l'explantation...
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Les chercheurs doivent perfectionner la technique de dissection avant d'effectuer des expériences impliquant des explants cochléaires. Les cellules ciliées sont généralement endommagées lors des dissections effectuées au début de la courbe d'apprentissage, et un moment particulièrement problématique pour leur intégrité est l'élimination de la membrane tectoriale, qui nécessite des mains régulières, des outils appropriés et une expérience. Pour économiser du temps et des ressources, un contrôle visuel devrait...
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Les auteurs n'ont rien à dévoiler.
Ce travail a été soutenu par les subventions du Département national de la surdité et des autres troubles de la communication, R01DC015824 (KMS) et T32DC00038 (soutenant SD), le ministère de la Défense accorde W81XWH-15-1-0472 (KMS), la Fondation Bertarelli (KMS) Nancy Sayles Day Foundation (KMS) et le Lauer Tinnitus Research Center (KMS). Nous remercions Jessica E. Sagers, BA pour des commentaires perspicaces sur le manuscrit.
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| Nom | Entreprise | Numéro de catalogue | Commentaires |
|---|---|---|---|
| Ampicilline, sel de sodium | Invitrogen | 11593-027 | |
| anticorps anti-CtBP2, souris (IgG1) | BD Transduction Laboratories | 612044 | |
| anticorps anti-Myo7A, lapin | Proteus Biosciences | 25-6790 | |
| anticorps anti-NF-H, poulet | EMD Millipore | AB5539 | |
| anticorps anti-PSD95, souris (IgG2a) | Anticorps Inc. | 75-028 | |
| Anticorps anti-TuJ1, souris | BioLegend | 801202 | |
| Cell-Tak Adhésif pour cellules et tissus, 5 mg | Corning | 354241 | |
| CELLSTAR 15 mL Tubes à centrifuger, fond conique, graduation, | Greiner Bio-One | stérile 188161 | |
| CELLSTAR Boîte de culture cellulaire, 100 x 20 mm | Greiner Bio-One | 664160 | |
| CELLSTAR Boîte de culture cellulaire, 35 x 10 mm, 4 anneaux intérieurs | Greiner Bio-One | 627170 | |
| Boîte de culture cellulaire CELLSTAR, 60 x 15 mm | Greiner Bio-One | 628160 | |
| CELLSTAR 50 mL Tubes à centrifuger, fond conique, graduation, | Greiner Bio-One | 227261 | |
| Vernis à ongles transparent | Microscopie électronique Sciences | 72180 | |
| Plats à fond en verre transparent (verre 40mm), PELCO® ;, Sleeve/20, 50 x 7 mm | Ted Pella Inc. | 14027-20 | |
| Couvre-lames, rond, verre, 10 mm de diamètre, épaisseur #1, 0,13 - 0,16 mm | Ted Pella Inc. | ||
| DAPI (4',6-Diamidino-2-Phénylindole, dichlorhydrate) | Thermo Fisher Scientific | D1306 | |
| Eau distillée, 500 mL | Thermo Fisher Scientific | 15230-162 ; | |
| Dulbecco’s Modified Eagle’s Medium (DMEM), teneur élevée en glucose, pyruvate, sans glutamine, 500 mL | Thermo Fisher Scientific | 10313-039 | |
| Dumont #4 Forceps | Fine Science Tools | 11241-30 | |
| Dumont #55 Forceps (Dumostar) | Fine Science Tools | 11295-51 | |
| Alcool éthylique (EtOH), pur, 200 proof, anhydre, &ge ; 99,5 % | Sigma-Aldrich | 459836-1L | |
| Sérum de veau fœtal (FBS), qualifié, régions approuvées par l’USDA, 500 mL | Thermo Fisher Scientific | 10437-028 ; | Aliquote dans des tubes de 50 mL et conserver à -20° ; C chèvre congélateur |
| anti-poulet-647 anticorps secondaire | Thermo Fisher Scientific | A-21469 | |
| chèvre anti-souris (IgG)-568 anticorps secondaire | Thermo Fisher Scientific | A-11004 | |
| chèvre anti-souris (IgG1)-568 anticorps secondaire | Thermo Fisher Scientific | A-21124 | |
| chèvre anti-souris (IgG2a)-488 anticorps secondaire | Thermo Fisher Scientific | A-21131 | |
| chèvre anti-lapin-488 anticorps secondaire | Thermo Fisher Scientific | R37116 | |
| H2O, stérile, EmbryoMax Ultra Pure Water, 500 mL | EMD Millipore | TMS-006-B | |
| Hank’s Balanced Salt Solution (HBSS), calcium, magnésium, sans rouge de phénol, 500 mL | Thermo Fisher Scientific | 14025-092 | |
| Plateau à instruments avec couvercle Acier inoxydable | Mountainside Medical | TechMed4255 | |
| Micro couteau (dissection) &ndash ; coudé 30° ; | Fine Science Tools | 10056-12 | |
| Lames de microscope, VistaVision, à code couleur, 75 x 25 mm (3 x 1"), 1 mm d’épaisseur, blanches, paquet de 72 | VWR | 16004-382 | |
| N-2 Supplement (100X), 5 mL | Thermo Fisher Scientific | 17502-048 | |
| NaHCO3, solution de bicarbonate de sodium à 7,5 %, 100 mL | Thermo Fisher Scientific | 25080-094 | |
| NaOH, solution d’hydroxyde de sodium, 1 L | Thermo Fisher Scientific | SS266-1 | |
| Sérum normal pour chevaux (NHS) | Invitrogen | 16050130 | |
| Ciseaux opératoires | Roboz Surgical Instruments Co. | RS-6806 | |
| Paraformaldéhyde (PFA), qualité réactif, cristallin | Sigma-Aldrich | P6148 | Avant l’utilisation : Établir des procédures opérationnelles normalisées basées sur les protocoles disponibles en ligne |
| PBS, pH 7,4, 500 mL | Thermo Fisher Scientific | 10010-023 ; | Autoclave avant utilisation |
| Phalloïdine, Alexa Fluor 568 ; | Thermo Fisher Scientific | A12380 | |
| Coussin de préparation, non stérile | Medline | 05136CS | |
| Tubes de microcentrifugation Safe-Lock, polypropylène, 0,5 mL | Autoclave | de 022363719 | Eppendorf |
| Tubes de microcentrifugation Safe-Lock, polypropylène, 1,5 mL | Autoclave | de 022363204 | Eppendorf |
| Lames de scalpel - #15 | Outils de science fine | 10015-00 | |
| Manche de scalpel - #4 | Outils de science fine | 10004-13 | |
| Stemi 2000-C Stéréomicroscope | Zeiss° | 000000-1106-133 | |
| TCS SP5 microscope confocal | Leica | N/A | |
| Triton-X (tensioactif non ionique) | Integra | T756.30.30 | |
| VectaShield support de montage anti-décoloration pour fluorescence | Vector Laboratories, Inc. | H-1000 | |
| Sac à fermeture éclair, refermable, 4 x 6'' - 2 mm d’épaisseur | Zipline | 0609132541599 |
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