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Les maladies oculaires congénitales peuvent causer la cécité chez l’enfant et sont souvent dues à des anomalies de la crête neurale crânienne. Les cellules de la crête neurale sont des cellules souches transitoires qui proviennent du tube neural et forment de nombreux tissus dans tout le corps. 1,2,3,4,5 Les cellules de la crête neurale, dérivées du prosencéphale et du mésencéphale, donnent naissance à l’os et au cartilage des régions médiane du visage et du front, ainsi qu’à l’iris, à la cornée, au réseau trabéculaire et à la sclérotique du segment antérieur de l’œil. 4,6,7,8 Les cellules de la crête neurale du rhombencéphale forment les arcs pharyngés, la mâchoire et la voie d’écoulement cardiaque. 1,3,4,9,10 Des études ont mis en évidence les contributions de la crête neurale au développement oculaire et périoculaire, soulignant l’importance de ces cellules dans le développement oculaire des vertébrés. En effet, la perturbation de la migration et de la différenciation des cellules de la crête neurale conduit à des anomalies craniofaciales et oculaires observées dans le syndrome d’Axenfeld-Rieger et le syndrome de Peters Plus. 11,12,13,14,15,16,17 Ainsi, une compréhension complète de la migration, de la prolifération et de la différenciation de ces cellules de la crête neurale donnera un aperçu des complexités sous-jacentes aux maladies oculaires congénitales.
Le poisson-zèbre est un organisme modèle puissant pour l’étude du développement oculaire, car les structures de l’œil du poisson-zèbre sont similaires à celles de leurs homologues mammifères, et de nombreux gènes sont conservés au cours de l’évolution entre le poisson-zèbre et les mammifères. 18,19,20 De plus, les embryons de poisson-zèbre sont transparents et ovipares, ce qui facilite la visualisation du développement oculaire en temps réel.
Développant les travaux précédemment publiés,6,7,20 le schéma migratoire des cellules de la crête neurale a été décrit à l’aide de l’imagerie par fluorescence multiphotonique en accéléré sur des lignées de poissons-zèbres transgéniques marquées avec de la protéine fluorescente verte (GFP) sous le contrôle transcriptionnel de la SRY (région déterminant le sexe Y)-boîte 10 (sox10) ou de la boîte Forkhead D3 (foxd3) régions régulatrices des gènes. 21,22,23,24. L’imagerie time-lapse par fluorescence multiphotonique est une technique puissante qui combine les techniques optiques avancées de la microscopie à balayage laser avec l’excitation de fluorescence multiphotonique à grande longueur d’onde pour capturer des images tridimensionnelles haute résolution d’échantillons marqués avec des fluorophores. 25,26,27 L’utilisation du laser multiphotonique présente des avantages distincts par rapport à la microscopie confocale standard, notamment une pénétration accrue des tissus et une diminution du blanchiment des fluorophores.
En utilisant cette méthode, deux populations distinctes de cellules de la crête neurale variant dans le moment de la migration et les voies migratoires ont été discriminées, à savoir les cellules de la crête neurale foxd3-positives dans le mésenchyme périoculaire et les cellules de la crête neurale en développement de l’œil et sox10-positives dans le mésenchyme craniofacial. Avec cette méthode, une approche permettant de visualiser la migration de la crête neurale oculaire et craniofaciale chez le poisson zèbre est introduite, ce qui facilite l’observation de la migration régulée de la crête neurale en temps réel pendant le développement.
Ce protocole fournit des informations pour générer des vidéos en accéléré pendant le développement oculaire précoce chez le poisson zèbre transgénique Tg(sox10 :EGFP) et Tg(foxd3 :GFP), par exemple. Ce protocole peut être appliqué pour la visualisation à haute résolution, tridimensionnelle et en temps réel du développement précoce de toute structure oculaire et craniofaciale dérivée des cellules de la crête neurale chez le poisson-zèbre. De plus, cette méthode peut être appliquée pour la visualisation du développement d’autres tissus et organes chez le poisson zèbre et d’autres modèles animaux.