L’embryon de poisson-zèbre est un modèle important pour étudier le développement tissulaire en raison de sa petite taille, de sa transparence, des outils disponibles et de sa survie sans se nourrir jusqu’à cinq jours1,2. Il a grandement contribué à la compréhension du développement des reins et à la conservation entre le poisson-zèbre et les mammifères3,4,5. Le rein joue un rôle essentiel dans le maintien de l’homéostasie des fluides, la filtration du sang et l’excrétion des déchets6. Le néphron, l’unité fonctionnelle du rein, comprend un filtre sanguin relié à un long tubule. Chez le poisson-zèbre, deux structures rénales se forment tout au long de sa vie. Le pronephros (le rein embryonnaire temporaire) se forme d’abord au cours du développement précoce. Il se compose de deux néphrons courant le long de l’axe antérieur-postérieur et devient fonctionnel environ 2 jours après la fécondation (dpf). L’utilité du pronephros réside dans sa simplicité, n’ayant que deux néphrons qui sont pour la plupart linéaires et faciles à visualiser (bien que le tubule alambiqué proximal commence à s’enrouler à trois dpf)3. Cela a facilité non seulement l’étude de son développement précoce à partir du mésoderme intermédiaire, mais aussi le modèle de segmentation et la réparation des tubules7,8.
L’utilité du poisson-zèbre devient limitée après cinq dpf, lorsque le jaune est diminué et que les larves dépendent de l’alimentation du système aquatique9. Vers l’âge de 2 semaines, les larves subissent une métamorphose en juvéniles, où de nouveaux tissus se forment et d’anciens tissus sont perdus et/ou réorganisés9. C’est aussi à ce moment-là que le mésonéphros (le rein adulte permanent) se forme10,11,12. Le premier néphron adulte se forme près de la sixième somite et fusionne avec le tubule distal précoce du pronephros. Des néphrons supplémentaires sont ajoutés postérieurs à cette position dans un premier temps, mais aussi vers l’avant plus tard. Les néphrons primaires de cette première onde fusionnent avec les tubules des pronephros et partagent une lumière commune pour déposer leurs déchets. Les néphrons secondaires se forment dans l’onde suivante et fusionnent avec les néphrons primaires. Ce processus répétitif crée un mésonéphros ramifié, un peu semblable au rein de mammifère. Vraisemblablement, le pronephros finit par perdre son identité de tubule et devient deux canaux collecteurs majeurs où tous les néphrons drainent leurs déchets13.
Avant la formation du premier néphron adulte, des cellules progénitrices uniques commencent à apparaître chez les larves d’environ 4 mm (longueur totale) (~ 10 dpf). Ces cellules, qui sont marquées dans la lignée transgénique Tg(lhx1a-EGFP), adhèrent aux pronéphros et semblent migrer vers de futurs sites de néphrogenèse. Les cellules individuelles fusionnent en grappes, qui se différencient en nouveaux néphrons12. On ne sait pas où résident ces cellules ou quels gènes elles expriment avant le début de la mésonéphrogenèse.
Comprendre le développement des mésonéphros fournit des informations sur le rein des mammifères d’une manière que les pronéphros ne peuvent pas. Ceux-ci incluent la formation d’agrégats néphrogéniques à partir de cellules progénitrices uniques, l’intégration fonctionnelle de nouveaux néphrons avec les cellules existantes et la morphogenèse ramifiée. Cependant, il y a des limites à l’étude du développement postmbryonique. Les larves sont moins transparentes en raison de leur plus grande taille et de leur pigmentation. La chronologie du développement n’est pas synchrone entre les animaux individuels et dépend fortement de facteurs environnementaux, tels que l’alimentation et l’encombrement9,14. Bien qu’il existe des réactifs knockdown, ils sont moins efficaces chez les larves que chez les embryons15. Dans ce protocole, une méthode d’hybridation in situ pour déterminer l’expression des gènes au cours du développement du mésonephros du poisson-zèbre est décrite. Plusieurs étapes sont optimisées pour augmenter la visualisation des mésonéphros et la pénétration et le lavage de la sonde et de l’anticorps. La lignée transgénique Tg(lhx1a-EGFP) est utilisée avec une sonde pour l’EGFP pour marquer les cellules progénitrices uniques, les agrégats néphrogéniques et les tubules distaux des néphrons naissants. Cette méthode fournira une compréhension plus approfondie du développement des mésonéphros et un aperçu des thérapies régénératives.