Technologies fondamentales et de pointe dans les études rétiniennes et la réparation des maladies

Yuan Ma; Chunqiao Liu

doi:10.3791/65003

Résumé

ARTICLES DISCUTÉS :

Ma, Y., Li., T. Surveillance de la croissance dynamique des vaisseaux rétiniens dans un modèle murin de rétinopathie induite par l’oxygène. Journal des expériences visualisées. (170), E62410 (2021).

Guan, Y., Xie, B. Zhong, X. Système d’induction organoïde rétinien pour la dérivation de tissus rétiniens 3D à partir de cellules souches pluripotentes humaines. Journal des expériences visualisées. (170), E62435 (2021).

Rose, K., Lokappa, S. Chen, J. Deux méthodes de peeling pour l’isolement des compartiments cellulaires photorécepteurs dans la rétine de souris pour l’analyse des protéines. Journal des expériences visualisées. (178), E62977 (2021).

Ye., Q. et al. Méthodes in vivo pour évaluer la fonction et la structure des cellules ganglionnaires rétiniennes et du nerf optique chez les grands animaux. Journal des expériences visualisées. (180), E62879 (2022).

Abbas, F., Vinberg, F., Becker, S. Optimisation de la configuration et des conditions de l’électrorétinogramme ex vivo pour étudier la fonction de la rétine dans les petits et les grands yeux. Journal des expériences visualisées. (184), E62763 (2022).

Okan, I., Ahmadian, M., Tutuncu, Y., Altay, H., Agca, C. Méthode de PCR numérique par gouttelettes pour la quantification de l’efficacité de la transduction AAV dans la rétine murine. Journal des expériences visualisées. (178), E63038 (2021).

Éditorial

Soigneusement sculpté par l’évolution, l’œil comprend des tissus complexes mais magnifiquement organisés qui travaillent ensemble pour la détection de la lumière. La rétine, une partie de l’œil représentant une extension extérieure du cerveau, joue un rôle central dans la détection des photons, la conversion de la lumière en codes neuronaux et la transmission d’informations neuronales codées au cerveau. En raison de son importance dans ces processus, la rétine a été étudiée pendant des décennies comme modèle des processus physiologiques et pathologiques du système nerveux central. Cependant, la cécité incurable est encore principalement causée par la dégénérescence rétinienne.

L’objectif thématique de cette collection de méthodes est de fournir des méthodes hautement reproductibles et cohérentes pour les scientifiques et les ophtalmologistes qui se consacrent à la recherche sur les yeux. Conformément à cet objectif, six articles sur des méthodes nouvelles ou améliorées ont été inclus et discutés dans cette collection. Ces articles couvrent des méthodes telles que la surveillance de la croissance dynamique des vaisseaux dans des conditions pathologiques, la différenciation des iPS humaines en organoïdes rétiniens, la préparation des compartiments cellulaires photorécepteurs, l’évaluation in vivo des fonctions des cellules ganglionnaires rétiniennes (RGC) chez les grands animaux, l’optimisation de l’enregistrement de l’électrorétinogramme ex vivo (ERG) et le titrage simplifié des particules de virus adéno-associés (AAV) à des fins thérapeutiques et de recherche.

Brièvement, dans le cadre de cette collection, Ma et Li¹ fournissent une technique d’analyse d’imagerie améliorée impliquant la surveillance du remodelage des vaisseaux rétiniens dans des conditions de rétinopathie induite par l’oxygène (OIR), ce qui aidera à l’étude d’une gamme de maladies liées aux vaisseaux rétiniens, telles que la rétinopathie diabétique proliférative (PDR), la rétinopathie du prématuré (ROP) et l’occlusion veineuse rétinienne (RVO). Guan et ^al.2 décrivent un protocole d’induction d’organoïdes rétiniens optimisé pour générer des tissus rétiniens avec une reproductibilité et une efficacité élevées, ce qui profitera à la modélisation de la maladie et à la thérapie cellulaire. Rose et ^al.3 présentent une technique relativement rapide et simple pour enrichir les fractions de protéines subcellulaires spécifiques des photorécepteurs dans des bâtonnets normaux, qui peut être adaptée pour isoler et étudier quantitativement la composition protéique d’autres couches rétiniennes de la rétine saine et en dégénérescence. Ye et ^al.4 démontrent l’évaluation in vivo des CGR et de la structure et de la fonction du nerf optique (ON) chez de grands animaux, y compris des chèvres et des primates non humains, en utilisant le potentiel évoqué visuel (VEP), l’électrorétinogramme de motifs (PERG) et la tomographie par cohérence optique (OCT), dans le but d’augmenter la reproductibilité expérimentale et de faciliter l’utilisation de grands modèles animaux de neuropathies optiques. Abbas et ^al.5 optimisent la configuration et les conditions des électrorétinogrammes ex vivo afin d’améliorer l’analyse de la fonction rétinienne et de maximiser l’amplitude et la stabilité de la réponse, permettant ainsi de quantifier les contributions des types de cellules individuelles dans la rétine isolée. Ces améliorations facilitent l’étude des réponses lumineuses dans des échantillons de rétine provenant de grands animaux et d’yeux de donneurs humains. Enfin, Okan et ^al.6 proposent une méthode de PCR numérique par gouttelettes (dd-PCR) pour quantifier avec une grande précision le nombre de copies du génome d’un virus adéno-associé (AAV) absolu dans une rétine injectée. Cette méthode profitera grandement au nombre croissant d’études d’édition de gènes et de thérapies et aux industries qui utilisent régulièrement des vecteurs AAV pour transduire les tissus de l’hôte. La méthode pourrait également être potentiellement modifiée pour la quantification du nombre de copies de l’ADN mitochondrial.

Tous les articles ci-dessus de cette collection de méthodes décrivent des technologies de pointe ciblant la physiologie rétinienne et les mécanismes pathologiques, et ces technologies sont particulièrement utiles dans le domaine en plein développement de la thérapie génique et cellulaire rétinienne. Cependant, ces méthodes ne sont pas tout à fait simples, car il existe des variations considérables de fiabilité entre les laboratoires et les configurations. Néanmoins, les améliorations constantes, telles que présentées dans cette collection, conduiront finalement à des innovations dans le développement de nouveaux outils et méthodologies, permettant ainsi de relever les défis futurs et de faire avancer le domaine. En conclusion, il s’agit d’une collection de méthodes réussie qui présente un grand intérêt pour le public dans le domaine.

Déclarations de divulgation

Les auteurs n’ont rien à divulguer.

Remerciements

Nous tenons à remercier tous les auteurs et participants d’avoir rendu cette collection possible.

Références

Ma, Y., Li, T. Monitoring dynamic growth of retinal vessels in oxygen-induced retinopathy mouse model. Journal of Visualized Experiments. (170), e62410(2021).
Guan, Y., Xie, B., Zhong, X. Retinal organoid induction system for derivation of 3D retinal tissues from human pluripotent stem cells. Journal of Visualized Experiments. (170), e62435(2021).
Rose, K., Lokappa, S., Chen, J. Two peeling methods for the isolation of photoreceptor cell compartments in the mouse retina for protein analysis. Journal of Visualized Experiments. (178), e62977(2021).
Ye, Q., et al. In vivo methods to assess retinal ganglion cell and optic nerve function and structure in large animals. Journal of Visualized Experiments. (180), e62879(2022).
Abbas, F., Vinberg, F., Becker, S. Optimizing the setup and conditions for ex vivo electroretinogram to study retina function in small and large eyes. Journal of Visualized Experiments. (184), e62763(2022).
Okan, I., Ahmadian, M., Tutuncu, Y., Altay, H., Agca, C. Digital droplet PCR method for the quantification of AAV transduction efficiency in murine retina. Journal of Visualized Experiments. (178), e63038(2021).

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