En utilisant ce protocole, nous avons pu montrer la pulsatilité basale de la LH et la sécrétion de LH après stimulation d’une population neuronale. Les grands avantages du système sont l’environnement sans stress dans lequel le prélèvement a lieu, sans présence humaine ni manipulation pendant le prélèvement sanguin. De plus, aucun entraînement laborieux préalable des animaux et aucune adaptation à la présence ou à la manipulation humaine pendant l’expérience n’ont été nécessaires. Les expériences précédentes utilisant des prélèvements sanguins manuels nécessitaient beaucoup de temps et d’efforts pour minimiser les facteurs de stress 7,31,32. Cependant, couper la queue seule est un facteur de stress33. La mise en œuvre d’un environnement non stressant et d’un paradigme de formation dans les animaleries partagées, où les interruptions sont imprévisibles, peut également être une contrainte. Dans certains laboratoires, les animaux doivent souvent être transportés vers d’autres salles d’intervention pour des prélèvements sanguins. Ces limites peuvent rendre la méthode manuelle inappropriée pour la détection de changements subtils dans les niveaux de LH et, par conséquent, une approche non interventionniste peut être utile dans ces situations. L’échantillonnage automatisé est effectué dans une pièce calme où les souris sont placées plusieurs jours à l’avance pour s’acclimater au nouvel environnement. Notre expérience antérieure avec ce protocole a permis une détection précise des schémas de sécrétion de corticostérone et d’hormone de croissance pulsatile chez la souris, ne montrant aucun taux élevé de corticostérone lors de l’échantillonnage automatisé15. Dans les expériences actuelles, tous les animaux étaient bien adaptés au système d’échantillonnage, montrant la construction du nid dans la chambre d’échantillonnage après ~24 h et une couleur de poils vive, indiquant une absence de stress et un bon état de santé général (Figure 1).
La principale difficulté conduisant à des résultats négatifs est probablement le ciblage inapproprié de l’AAV sur la population neuronale requise. La précision des injections stéréotaxiques est essentielle et une formation doit être faite à l’avance pour vérifier les coordonnées et les volumes d’injection. L’entraînement peut être effectué en injectant une petite quantité de 0,5 à 1 % d’Evans Blue à l’endroit souhaité lors d’une chirurgie sans récupération, puis en prélevant une tranche du cerveau fraîchement disséqué à l’aide d’une matrice cérébrale de souris (par exemple, Ted Pella) pour vérifier le site et la taille de l’injection à l’aide d’un stéréoscope.
Il est également important de tenir compte du fait que le sang et le plasma prélevés à partir du système automatisé de prélèvement sanguin seront dilués dans une solution saline héparinée (p. ex., 20 μL de sang dans 50 μL de solution saline dans nos résultats)20, et que le taux de dilution peut devoir être ajusté en fonction de la sensibilité de la méthode d’analyse choisie. Nous avons testé les niveaux de LH dans le sang total dilué dans du BSA-PBS (comme recommandé pour la LH ELISA ultra-sensible)10 ou une solution saline et n’avons trouvé aucune différence dans les valeurs de LH. Tween ne peut pas être utilisé dans le diluant car il circulera dans le système sanguin pour extraire les échantillons en remplaçant les liquides de l’échantillon20. D’après notre expérience, des dilutions inférieures à 1 :10 ont donné de bons résultats en LH mais ont légèrement sous-estimé les niveaux de LH par rapport à 1 :3,5. Cela indique que la dilution peut être ajustée davantage pour réduire la quantité de sang recueillie, si nécessaire.
Une alternative à l’administration automatisée de composés consiste à faire des injections manuelles via le cathéter veineux. Dans ce cas, l’investigateur est brièvement présent dans la salle pour administrer l’injection. Cependant, il n’y a pas de contact direct avec les animaux ou leur logement et leur environnement et, contrairement aux injections intrapéritonéales ou sous-cutanées, l’ensemble de la procédure passe souvent inaperçu pour l’animal. Les avantages d’une injection manuelle sont que la dilution du composé n’a pas besoin d’être configurée à l’avance, ce qui peut être critique pour les composés trop coûteux à utiliser en plus grands volumes ou sensibles à la dégradation au fil du temps ; car le volume de fonctionnement est plus petit que dans l’administration automatisée, où la ligne de perfusion et le cathéter doivent être préremplis avec plus de solution composée.
Le prélèvement sanguin automatique offre une occasion unique d’étudier les variations de la LH pendant le sommeil, par exemple. Nous avons régulièrement observé des animaux dormant dans leurs nids pendant le temps d’échantillonnage. Il est possible de relier cet échantillonnage à des enregistrements EEG pour générer une analyse plus détaillée de la relation entre l’activité neuronale et le modèleLH 34. Comme le montre ici, les possibilités d’utilisation du prélèvement sanguin automatisé sont nombreuses : du prélèvement basal de LH au test de la réponse de la LH à des composés endogènes ou exogènes, ou à l’activation ou à la suppression de populations neuronales. Les manipulations neuronales peuvent être mises en œuvre de manière aiguë avec la chimiogénétique ou l’optogénétique, ou de manière permanente à l’aide de modèles de souris transgéniques et d’outils de silençage apoptotique ou neuronal. Le prélèvement sanguin automatisé permet également de mesurer d’autres hormones à forte sécrétion pulsatile (par exemple, l’hormonede croissance 15). Chez les souris femelles, si une phase spécifique du cycle œstral est nécessaire, des frottis vaginaux peuvent être soigneusement prélevés des heures avant le début du protocole26 sans perturber les lignes de perfusion et de prélèvement. Les animaux peuvent être connectés au système d’échantillonnage pendant 7 à 10 jours, le risque de coagulation de la ligne artérielle augmentant avec le temps.
Cette technique, cependant, est limitée à une utilisation chez les animaux à logement unique et, par conséquent, elle peut ne pas convenir à l’étude des interactions sociales. Il est également invasif et nécessite une intervention chirurgicale techniquement difficile, de sorte qu’il peut ne pas être possible de l’appliquer avec des animaux juvéniles ou certains modèles de maladies. Enfin, comme le coût d’achat du système peut être trop élevé pour un seul laboratoire de recherche, il serait conseillé de l’installer dans un laboratoire central fournissant le protocole expérimental mentionné en tant que services.
En conclusion, ce protocole montre comment effectuer une administration stéréotaxique d’AAV combinée à un prélèvement sanguin automatisé. Le contrôle spatial et temporel précis obtenu avec cette technique, ainsi que sa flexibilité d’application à différents modèles, protocoles de mesure et hormones, en font une méthode puissante pour l’étude de la régulation hormonale chez les rongeurs. Plus important encore, la méthode offre un environnement sans stress en éliminant la présence et la manipulation humaines pendant l’injection et/ou l’échantillonnage, et le dressage préalable des animaux. Ces avantages, ainsi que la possibilité de multiplexage, font de cette méthode un outil unique pour étudier le contrôle neuronal des changements hormonaux chez des souris conscientes, libres et non perturbées.