L’objectif de ce protocole est de caractériser un nouveau modèle de neurodégénérescence glaucomateuse basé sur une cautérisation thermique à 360° du plexus vasculaire limbique, induisant une hypertension oculaire subaiguë.
Article de méthode
L’objectif de ce protocole est de caractériser un nouveau modèle de neurodégénérescence glaucomateuse basé sur une cautérisation thermique à 360° du plexus vasculaire limbique, induisant une hypertension oculaire subaiguë.
Le glaucome, deuxième cause de cécité dans le monde, est un groupe hétérogène de troubles oculaires caractérisés par des lésions structurelles du nerf optique et une dégénérescence des cellules ganglionnaires de la rétine (CGR), entraînant un dysfonctionnement visuel en interrompant la transmission des informations visuelles de l’œil au cerveau. Une pression intraoculaire élevée est le facteur de risque le plus important ; Ainsi, plusieurs modèles d’hypertension oculaire ont été développés chez les rongeurs par des approches génétiques ou expérimentales pour étudier les causes et les effets de la maladie. Parmi celles-ci, certaines limites ont été signalées, telles que l’invasivité chirurgicale, l’évaluation fonctionnelle inadéquate, la nécessité d’une formation approfondie et l’extension très variable des lésions rétiniennes. Le présent travail caractérise une méthode simple, peu coûteuse et efficace pour induire l’hypertension oculaire chez les rongeurs, basée sur la cautérisation à basse température et en cercle complet du plexus vasculaire limbique, une composante majeure du drainage de l’humeur aqueuse. Le nouveau modèle fournit une hypertension oculaire subaiguë techniquement facile, non invasive et reproductible, associée à un CGR progressif et à une dégénérescence du nerf optique, ainsi qu’un taux de récupération clinique postopératoire unique qui permet des études fonctionnelles in vivo par des méthodes électrophysiologiques et comportementales.
La littérature médicale considère le glaucome comme un groupe hétérogène de neuropathies optiques caractérisées par une dégénérescence progressive des cellules ganglionnaires de la rétine (CGR), des dendrites, du soma et des axones, entraînant une ventouse structurelle (excavation) du disque optique et une détérioration fonctionnelle du nerf optique, conduisant à l’amaurose dans les cas non contrôlés en interrompant la transmission des informations visuelles de l’œil au cerveau1. Le glaucome est actuellement la cause la plus fréquente de cécité irréversible dans le monde, et devrait toucher environ 111,8 millions de personnes en 20402, affectant ainsi profondément la qualité de vie des patients et entraînant d’importantes préoccupations socio-économiques3.
L’élévation de la pression intraoculaire (PIO) est l’un des facteurs de risque les plus importants et les seuls modifiables pour le développement et la progression du glaucome. Parmi les multiples types de glaucome, tous, à l’exception du glaucome à tension normale (NTG), sont associés à une PIO élevée à un moment donné de l’histoire clinique de la maladie. Malgré des avancées cliniques et chirurgicales remarquables pour cibler la PIO et ralentir ou arrêter la progression de la maladie, les patients perdent toujours la vue en raison du glaucome 4,5. Par conséquent, une compréhension approfondie de la physiopathologie complexe et multifactorielle de cette maladie est impérative pour le développement de traitements plus efficaces, en particulier pour fournir une neuroprotection aux CGR.
Parmi une variété d’approches expérimentales pour la compréhension des mécanismes de la maladie, les modèles animaux basés sur l’hypertension oculaire (OHT) ressemblent le plus au glaucome humain. Les modèles de rongeurs sont particulièrement utiles car ils sont peu coûteux, faciles à manipuler, peuvent être manipulés génétiquement, ont une courte durée de vie et présentent des caractéristiques anatomiques et physiologiques oculaires comparables à celles des humains, telles que la production et le drainage de l’humeur aqueuse 6,7,8,9,10,11,12,13 . Les modèles actuellement utilisés comprennent la sclérose du réseau trabéculaire après injection de solution saline hypertonique dans les veines épisclérales14, l’injection intracamérale de microbilles15 ou de substances viscoélastiques 16, la cautérisation des veines vortex 17, la photocoagulation du réseau trabéculaire avec un laser argon 18, la suture circumlimbique 19 et l’utilisation d’un modèle transgénique d’OHT liée à l’âge (souris DBA/2J)8. Cependant, le caractère invasif, l’opacification postopératoire de la cornée, la perturbation du segment antérieur, les courbes d’apprentissage étendues, l’équipement coûteux et les PIO postopératoires très variables sont quelques-uns des pièges signalés associés aux modèles actuels, ce qui fait du développement d’un modèle alternatif d’OHT une exigence pour surmonter ces problèmes20,21,22.
Le présent protocole formalise une nouvelle intervention chirurgicale pour induire l’OHT en tant qu’indicateur du glaucome, basée sur la cautérisation du plexus limbique (LPC) chez les rongeurs23. Il s’agit d’un modèle simple, reproductible, accessible et non invasif qui offre une grande efficacité et une faible variabilité de l’élévation de la PIO, associée à un taux particulièrement élevé de récupération clinique complète, permettant ainsi une évaluation fonctionnelle in vivo chez un nombre réduit d’animaux utilisés dans chaque expérience. La technique chirurgicale induit une HTO subaiguë avec un retour progressif aux niveaux de base en quelques jours, ce qui modélise l’attaque hypertensive observée dans le glaucome aigu à angle fermé. De plus, la récupération de la PIO dans le modèle est suivie d’une neurodégénérescence glaucomateuse continue, ce qui est utile pour les futures études mécanistiques de la dégénérescence secondaire des CGR, qui se produit dans plusieurs cas de glaucome humain malgré un contrôle adéquat de la PIO.
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Toutes les procédures ont été effectuées conformément à la Déclaration sur l’utilisation d’animaux dans la recherche ophtalmique et visuelle de l’Association pour la recherche en vision et en ophtalmologie (ARVO) et approuvée par le Comité d’éthique sur l’utilisation des animaux dans l’expérimentation scientifique du Centre des sciences de la santé de l’Université fédérale de Rio de Janeiro (protocole 083/17). Dans le présent travail, des rats à capuchon Lister des deux sexes ont été utilisés, âgés de 2 à 3 mois et pesant entre 180 et 320 g. Cependant, la procédure peut être adaptée à différentes souches de rats de différentes tranches d’âge.
1. Chirurgie de l’hypertension oculaire et suivi clinique
2. Analyse de la réponse optomotrice (OMR)
NOTE : Pour cette procédure, un système spécifique a été utilisé25.
3. Enregistrement de l’électrorétinogramme (PERG)
NOTE : L’électrorétinogramme a été enregistré à l’aide d’un système spécifique de traitement du signal et d’un logiciel associé pour le stockage et l’analyse des formes d’onde.
4. Quantification des cellules ganglionnaires de la rétine somas
NOTA : La procédure suivante est destinée à la quantification des somas RGC, basée sur la coloration immunohistochimique de supports plats rétiniens avec un anticorps dirigé contre la protéine 3A (Brn3a) du domaine homéobox/POU spécifique du cerveau.
5. Examen du nerf optique
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Les variables quantitatives sont exprimées en moyenne ± erreur type de la moyenne (SEM). À l’exception de la comparaison de la dynamique de la PIO entre le groupe OHT et le groupe témoin (figure 1F), l’analyse statistique a été effectuée à l’aide d’une ANOVA bidirectionnelle suivie du test de comparaisons multiples de Sidak. Une valeur de p < 0,05 a été considérée comme statistiquement significative.
La figure 1 illustre les étapes...
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La cautérisation du plexus limbique (LPC) est un nouveau modèle post-trabéculaire qui présente l’avantage de cibler des structures vasculaires facilement accessibles ne nécessitant pas de dissection conjonctivale ou à tenon17,28. Contrairement au modèle de cautérisation des veines vortex, un modèle d’OHT renommé basé sur l’atteinte chirurgicale du drainage veineux choroïde, la congestion veineuse ne devrait pas influencer l’augmentation de la PIO dans le modèle L...
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Les auteurs n’ont rien à divulguer.
Nous remercions nos techniciens de laboratoire José ; Nilson dos Santos, Daianne Mandarino Torres, José Francisco Tibúrcio, Gildo Brito de Souza et Luciano Cavalcante Ferreira. Cette recherche a été financée par la FAPERJ, le CNPq et le CAPES.
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| Nom | Entreprise | Numéro de catalogue | Commentaires |
|---|---|---|---|
| Acétone | Isofar | 201 | Utilisé pour la préparation des tissus en microscopie électronique (étape 5) |
| Électrode active pour l’électrorétinographie | Hansol Medical | Co-Aiguille | en acier inoxydable 0,25 mm × ; 15 mm |
| Anestalcon | Novartis Biociê ; ncias S/A | MS-1.0068.1087 | Chlorhydrate de proxymétacaïne 0,5 % |
| Chlorure de calcium | Vetec | 560 | Utilisé pour la préparation des tissus en microscopie électronique (étape 5) |
| Cautérerie Low Temp Fine Tip 10/bx | Bovie Medical Corporation | AA00 | Cautérisation ophtalmique à basse température |
| Cetamin | Syntec do Brasil Ltda | 000200-3-000003 | Chlorhydrate de kétamine 10 % |
| DAKO | Dako North America | S3023 | Milieu de montage anti-décoloration |
| DAPI | Thermo Fisher Scientific | 28718-90-3 | diamidino-2-phénylindole ; contre-coloration nucléaire fluorescente bleue ; émission à 452± ; 3 nm |
| Ecofilm | Cristá ; lia produtos quí ; micos Farmacê ; uticos Ltda | MS-1.0298.0487 | Carmellose sodique 0,5 % |
| EPON Resin | Polysciences, Inc. | - | Résine époxy utilisée pour la microscopie électronique, composée d’un mélange de quatre réactifs : Résine Poly/Bed 812 (CAT#08791) ; DDSA - Anhydride dodécénylsuccinique (CAT#00563) ; NMA - Anhydride de méthyle nadique (CAT#00886) ; DMP-30 - 2,4,6-tris(diméthylaminométhyl)phénol (CAT#00553) |
| Glutaraldéhyde | Microscopie électronique Sciences | 16110 | Utilisé pour la préparation des tissus en microscopie électronique (étape 5) |
| Hyabak | Uniã ; o Quí ; mica Farmacê ; utica Nacional S/A | MS-8042140002 | Hyaluronate de sodium 0,15 % |
| Icare Tonolab | Icare Finland Oy | TV02 (numéro de modèle) | Tonomètre portable à rebond |
| IgG âne anti-souris anticorps + Alexa Fluor 555 | Thermo Fisher Scientific | A31570 | Solution d’anticorps secondaire |
| Moniteur LCD 23 pouces | Samsung Electronics Co. Ltd. | S23B550 | Modèle LS23B550, pour l’enregistrement par électrorétinogramme |
| LSM 510 Meta | Carl Zeiss-Microscope | à épifluorescence confocal | |
| Maxiflox | Cristá ; lia produtos quí ; micos Farmacê ; uticos Ltda | MS-1.0298.0489 | Ciprofloxacine 3,5 mg/g |
| MEB-9400K | Nihon Kohden | Corporation-Système | pour l’enregistrement d’électrorétinogrammes |
| monoclonal IgG1 souris anti-Brn3a | MilliporeSigma | MAB-1585 | Brn3a Solution d’anticorps primaires |
| Neuropack Manager v08.33 | Nihon Kohden | Corporation-Logiciel | pour le traitement |
| du signal d’électrorétinogrammeOptomotrie | cérébraleMécanique | Système pour l’analyse de la réponse optomotrice | |
| Tétroxyde d’osmium | Microscopie électronique Sciences | 19100 | Utilisé pour la préparation des tissus en microscopie électronique (étape 5) |
| Ferrocyanure de potassium | Microscopie électronique Sciences | 20150 | Utilisé pour la préparation des tissus en microscopie électronique (étape 5) |
| Électrodes de référence et de masse pour l’électrorétinographie | Chalgren Enterprises | 110-63 | Aiguilles en acier inoxydable 0,4 mm & times ; 37 mm |
| Tampon de cacodylate de sodium | Microscopie électronique Sciences | 12300 | Utilisé pour la préparation des tissus en microscopie électronique (étape 5) |
| Ster MD | Uniã ; o Quí ; mica Farmacê ; utica Nacional S/A | MS-1.0497.1287 | Acétate de prednisolone 0,12 % |
| Terolac | Cristá ; lia produtos quí ; micos Farmacê ; uticos Ltda | MS-1.0497.1286 | Ketorolac trometamol 0.5 % |
| Terramicina | Laborató ; rios Pfizer Ltda | MS-1.0216.0024 | Chlorhydrate d’oxytétracycline 30 mg/g + polymyxine B 10 000 U/g |
| Tono-Pen XL | Reichert Technologies | 230635 | Tonomètre portatif à aplanation numérique |
| TO-PRO-3 | Thermo Fisher Scientific | T3605 | Contre-coloration nucléaire fluorescente rouge lointain ; émission à 661 nm |
| Triton X-100 | Sigma-Aldrich | 9036-19-5 | Tensioactif non ionique |
| Acétate d’uranyle | Microscopie électronique Sciences | 22400 | Utilisé pour la préparation des tissus en microscopie électronique (étape 5) |
| Xilazin | Syntec do Brasil Ltda | 7899 | Chlorhydrate de xylazine 2 % |
| Carl Zeiss-Stéréomicroscope | pour la chirurgie et la dissection rétinienne |
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