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Le système nerveux central (SNC) est un site immunologiquement spécialisé. Le parenchyme du SNC, à l’exclusion de l’espace du LCR, des méninges et du système vasculaire, est classiquement considéré comme un site privilégié par le système immunitaire 1,2,3,4,5 et est relativement dépourvu de cellules immunitaires dans des conditions homéostatiques 2,6,7. En revanche, les méninges, composées des couches de dure-mère, d’arachnoïde et de pia, sont des composants cruciaux du compartiment du SNC, participant activement à la surveillance immunitaire homéostatique et aux processus inflammatoires au cours de la pathogenèse de la maladie 3,6,7,8. Dans des conditions d’état d’équilibre, les méninges soutiennent de nombreuses cellules sentinelles immunitaires, notamment les cellules lymphoïdes innées (ILC), les macrophages, les cellules dendritiques (DC), les mastocytes, les lymphocytes T et, dans une moindre mesure, les lymphocytes B 9,10,11.
Les méninges sont des structures hautement vascularisées et contiennent des vaisseaux lymphatiques qui assurent une connexion lymphatique entre le SNC et sa périphérie 8,12,13,14. Dans les conditions inflammatoires induites par une lésion du SNC, des infections, une auto-immunité ou même une neurodégénérescence, les cellules immunitaires dérivées périphériques infiltrent le parenchyme et modifient le paysage immunitaire dans les méninges. Après l’infiltration cellulaire, les méninges peuvent représenter une niche fonctionnelle pour les cellules immunitaires dérivées périphériquement, favorisant l’agrégation des cellules immunitaires, l’activation locale des cellules immunitaires et la survie à long terme dans le compartiment du SNC. Une inflammation méningée importante est observée dans de multiples maladies affectant le SNC, y compris la sclérose en plaques (SEP)15,16,17,18,19, les accidents vasculaires cérébraux 20,21, les lésions stériles 22,23 (c.-à-d. lésions de la moelle épinière et les traumatismes crâniens), les migraines 24 et les infections microbiennes 25,26.27,28,29. Ainsi, la caractérisation des cellules résidentes et des cellules immunitaires dérivées périphériques dans le compartiment méningé est essentielle pour comprendre le rôle de ces cellules dans des conditions d’équilibre et de pathogenèse de la maladie.
L’extraction du cerveau, de la moelle épinière et des méninges du crâne et des corps vertébraux est techniquement difficile et prend du temps. Il n’existe actuellement aucune technique d’extraction rapide du cerveau avec les trois couches méningées intactes. Bien que la laminectomie donne une excellente morphologie du tissu de la moelle épinière et préserve les couches méningées, elle est à la fois extrêmement longue et compliquée30,31. À l’inverse, des méthodes d’extraction plus conventionnelles telles que l’ablation du cerveau du crâne et l’extrusion hydraulique de la moelle épinière facilitent l’extraction rapide du tissu du SNC, mais les méninges arachnoïdiennes et durales sont perdues avec ces techniques30,31. L’omission des couches de la dure-mère et de l’arachnoïde lors de l’isolement conventionnel des tissus du cerveau et de la moelle épinière entraîne une analyse incomplète des cellules du compartiment du SNC. Ainsi, l’identification de nouvelles techniques axées sur l’extraction rapide de tissus du SNC avec des méninges intactes est cruciale pour l’analyse optimale du compartiment du SNC.
Ce manuscrit présente deux méthodes d’extraction rapide du cerveau, de la moelle épinière et des méninges chez la souris, facilitant l’analyse en aval des cellules résidentes et des cellules immunitaires dérivées périphériques dans le parenchyme et les méninges du SNC. Ces protocoles optimisés se concentrent sur 1) l’isolement de suspensions unicellulaires pour l’analyse en aval et 2) la préparation des tissus pour le traitement histologique. L’obtention de suspensions unicellulaires du cerveau, du tissu de la moelle épinière et des méninges durales et arachnoïdiennes32 permet l’analyse simultanée des cellules résidant à la fois dans les compartiments parenchymateux et méningé. Les suspensions unicellulaires peuvent être utilisées dans différentes applications, y compris les tests de culture cellulaire pour effectuer une stimulation in vitro 33, l’immunospot enzymatique (ELISpot)28,34,35, la cytométrie en flux36,33 et la transcriptomique unicellulaire 37 ou en vrac. De plus, le protocole optimisé pour la décalcification de cerveaux entiers et de moelles épinières avec des crânes ou des colonnes vertébrales intacts, respectivement, permet une décalcification douce de l’os environnant, laissant les méninges intactes et préservant la morphologie des tissus. Cette méthode permet l’identification sélective de protéines ou d’ARN à l’aide de techniques d’immunohistochimie (IHC) ou d’hybridation in situ (ISH) dans les espaces parenchymateux et méningés. La caractérisation du phénotype, de l’état d’activation et de la localisation des cellules résidentes et des cellules immunitaires dérivées périphériques dans le SNC peut fournir des informations essentielles pour comprendre comment les types de cellules individuelles dans le compartiment du SNC contribuent à l’homéostasie et à la pathogenèse de la maladie.