Les injections orthotopiques à l’aide d’un dispositif stéréotaxique sont devenues essentielles pour développer des modèles de tumeurs cérébrales. Cette technique permet de placer avec précision et reproductibilité les cellules tumorales, ce qui est crucial pour générer des données cohérentes et fiables dans la recherche en neuro-oncologie. La mise en œuvre réussie des injections orthotopiques repose en grande partie sur la configuration précise de l’équipement stéréotaxique, qui comprend généralement un cadre stéréotaxique, un micromanipulateur numérique pour des mouvements précis, une seringue d’injection et un système d’anesthésie pour immobiliser l’animal (Figure 1A,B). L’utilisation d’une microseringue en verre permet l’injection intracrânienne de petits volumes, généralement entre 2 et 5 μL. Un bon entretien et un lavage fréquent sont essentiels pour prévenir l’accumulation de matière biologique, qui peut bloquer l’injection (Figure 1C).
La procédure d’injection intracrânienne de cellules tumorales cérébrales à l’aide d’un équipement stéréotaxique chez la souris comporte plusieurs étapes clés. Tout d’abord, la souris est anesthésiée pour rester immobile et confortable tout au long de la procédure. Les indices typiques indiquant que l’animal est anesthésié comprennent l’absence de mouvement et de réflexes lors du pincement des orteils, ainsi que la présence d’un schéma respiratoire régulier. Ensuite, la souris est placée dans un cadre stéréotaxique, fixant sa tête dans une position fixe (Figure 2A). À l’aide de points de repère sur le crâne, tels que bregma et lambda, les coordonnées précises de l’injection sont déterminées. Une petite incision est pratiquée dans le cuir chevelu et un trou de bavure est percé à travers le crâne aux coordonnées choisies (figure 2B). Une aiguille de micro-injection attachée au bras stéréotaxique est insérée à travers le trou de la fraise pour délivrer les cellules tumorales dans la région cérébrale souhaitée (cortex, cervelet ou tronc cérébral ; Figure 2C). Une surveillance minutieuse et un réglage de la position de l’aiguille garantissent un ciblage précis. Après l’injection, l’aiguille est retirée lentement et l’incision est fermée (Figure 2D). La plaie scellée devrait guérir dans les deux semaines suivant l’injection intracrânienne.
Après une injection intracrânienne, les animaux nécessitent une surveillance attentive pour leur bien-être général et le développement de symptômes neurologiques, qui indiquent souvent une progression tumorale (tableau supplémentaire 1). En règle générale, les animaux peuvent subir une légère perte de poids au cours de la 1ère semaine après l’injection (jusqu’à 10 % de leur poids le plus élevé), qui se stabilise généralement une fois que les sites d’injection sont complètement scellés à la fin de la 2esemaine. Généralement, les animaux présentent une augmentation constante du poids et maintiennent une bonne santé générale jusqu’à ce que la progression de la tumeur se produise. La manifestation des symptômes neurologiques varie en fonction de facteurs tels que le type de tumeur cérébrale, le site d’injection et la souche animale. Par exemple, les gliomes corticaux ou les épendymomes peuvent présenter une perte de poids progressive et une hypertrophie potentielle du cerveau antérieur, tandis que les gliomes et les médulloblastomes du tronc cérébral peuvent présenter des symptômes tels que l’ataxie et l’inclinaison de la tête, en particulier chez les animaux immunodéprimés (Figure 3A). De plus, un comportement de cercle peut être observé chez les animaux atteints de tumeurs du tronc cérébral, en particulier dans les souches NSG ou NOD/SCID. La progression des symptômes neurologiques coïncide souvent avec une perte de poids progressive. Des mesures post-soins appropriées, telles que fournir des bouteilles d’eau avec de longues buses ou offrir de la nourriture molle (granulés de nourriture pâteuse) ou des graines, sont essentielles pour favoriser le bien-être des animaux. Lorsque le point final expérimental est atteint et que les animaux sont euthanasiés sans cruauté, des altérations potentielles du cerveau peuvent apparaître, notamment une hypertrophie au point d’injection et/ou la présence de zones hémorragiques (figure 3B).
Les graphiques de Kaplan-Meier sont couramment utilisés pour décrire les résultats de survie des modèles animaux de tumeurs cérébrales. Ils offrent une représentation visuelle de la probabilité de survie dans le temps après une injection intracrânienne ou des traitements anticancéreux. Ces graphiques constituent des outils cruciaux pour l’analyse et la présentation des données de survie dans les contextes de recherche préclinique15,27. Nous avons effectué des injections intracrâniennes de culture cellulaire de médulloblastome D425 à différentes densités cellulaires dans le cervelet. Tous les animaux injectés par voie intracrânienne ont développé des tumeurs. Nos résultats ont indiqué que des densités cellulaires plus élevées, en particulier 50 000 et 100 000 cellules par souris, se greffaient plus rapidement que 10 000 cellules par souris (Figure 4). De plus, nous avons injecté par voie intracrânienne des cellules de gliome de haut grade (HGG) dérivées de patients dans le cortex et le tronc cérébral pour comparer la survie globale et le modèle de croissance tumorale, ainsi que les caractéristiques immunohistochimiques, dans ces différents endroits. Quel que soit l’endroit, tous les animaux ont reçu des injections avec des tumeurs développées par voie intracrânienne. La culture des cellules HGG a été réalisée selon le protocole détaillé aux étapes 1.1 à 1.10. La préparation des cellules pour l’injection intracrânienne a été effectuée comme décrit aux étapes 2.1 à 2.6, tandis que la procédure d’injection intracrânienne a respecté la méthode décrite aux étapes 4.1 à 4.1627. Lorsqu’elles sont injectées dans le cortex, les cellules HGG présentent une survie médiane d’environ 25 jours après l’injection intracrânienne (Figure 5A). Les animaux ont été surveillés conformément aux étapes 5.1 à 5.4. Ces animaux ne présentaient aucun symptôme neurologique, mais une perte de poids progressive. Les animaux ont été euthanasiés sans cruauté lorsqu’ils ont atteint le critère d’évaluation sans cruauté décrit à l’étape 5.5. Les cerveaux ont été prélevés selon le protocole décrit aux étapes 6.1 à 6.5 et envoyés pour une analyse plus approfondie27. L’analyse immunohistochimique a révélé une masse tumorale importante et fortement nucléée avec des signes de vascularisation accrue (Figure 5B) et de nombreuses cellules Ki67 prolifératives (Figure 5C). Lorsqu’elles sont injectées dans le tronc cérébral, les cellules HGG ont affiché une survie médiane d’environ 26 jours après l’injection intracrânienne (Figure 5D). L’analyse immunohistochimique a indiqué une masse tumorale importante dans la région du 4e ventricule/pont supérieur, ainsi qu’une infiltration leptoméningée dans le ventricule latéral (Figure 5E). Une analyse immunohistochimique plus poussée a révélé la présence de nombreuses cellules prolifératives dans le tronc cérébral et d’autres zones infiltrées (figure 5F). Cette expérience met en évidence que l’injection des mêmes cellules tumorales dans différents emplacements anatomiques n’affecte pas le taux de croissance tumorale, bien que certaines différences dans le modèle de croissance soient observées.

Figure 1 : Images représentatives de la configuration stéréotaxique pour l’injection intracrânienne de cellules tumorales cérébrales. (A) L’appareil anesthésique est généralement positionné à côté de la hotte BSC, nécessitant une double administration d’anesthésie à la fois à la chambre d’induction et à l’appareil stéréotaxique. (B) Station de lavage de microseringues en verre et support stéréotaxique ; La seringue doit être rincée avec du sérum physiologique, de l’éthanol et ensuite de l’eau après chaque injection intracrânienne. (C) Configuration stéréotaxique à l’intérieur de la hotte BSC, illustrant la chambre d’anesthésie, la machine de forage, le dispositif stéréotaxique, la console de coordonnées stéréotaxiques, les pointes en coton, le scalpel, la pince à épiler, la pipette et les pointes. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

Figure 2 : Images représentatives d’une injection intracrânienne réalisée sur une souris immunodéprimée. (A) Animal anesthésié positionné dans un cône anesthésique. (B) Incision cutanée suivie d’une fixation de la peau de chaque côté à l’aide de barres auriculaires. (C) Microseringue en verre positionnée au-dessus du trou percé pour l’injection. (D) La peau forme un style mohawk une fois collée. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

Figure 3 : Symptômes neurologiques potentiels observés suite à la greffe de cellules tumorales cérébrales. (A) Animal présentant une inclinaison de la tête suite à l’injection intracrânienne de cellules DMG dans le tronc cérébral. (B) Élargissement de l’hémisphère cortical droit avec le côté de l’injection révélant la formation de tumeurs. L’animal a reçu une injection de cellules d’épendymome. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

Figure 4 : Greffe de la culture de médulloblastome D425 à différentes densités cellulaires. Des cellules de médulloblastome ont été injectées par voie intracrânienne à l’aide d’un équipement stéréotaxique à des densités de 10 000 cellules dans 2 μL d’hydrogel ECM, 50 000 cellules et 100 000 cellules. Les animaux ont été surveillés pour une perte de poids progressive et ont été euthanasiés sans cruauté une fois qu’ils ont atteint 20 % en dessous de leur poids le plus élevé enregistré. La survie médiane des animaux injectés avec 10 000 cellules était de 29 jours, tandis que la survie médiane pour ceux injectés avec des densités cellulaires plus élevées de 50 000 et 100 000 cellules était de 17,5 jours et 15 jours, respectivement. Tous les animaux injectés dans cette étude ont développé avec succès des tumeurs. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

Figure 5 : Courbes de survie représentatives et analyse histologique d’animaux NSG injectés par voie intracrânienne avec des cellules HGG dans le cortex et le tronc cérébral. Environ 100 000 cellules HGG (passage 3) ont été injectées dans 2 μL d’hydrogel ECM à l’aide d’un équipement stéréotaxique. Les animaux ont été surveillés pour une perte de poids progressive et euthanasiés sans cruauté une fois qu’ils ont atteint 20 % en dessous de leur poids le plus élevé enregistré. Aucun symptôme neurologique n’a été observé pour ce sous-type de tumeur cérébrale. (A) La survie médiane des animaux avec des cellules HGG injectées dans le cortex est d’environ 25 jours après l’injection (N = 2). (B) La coloration H&E du cortex montre une région fortement nucléée avec une vascularisation accrue, indiquée par la présence de globules rouges. (C) La zone greffée par la tumeur dans le cortex présente un niveau élevé de cellules prolifératives, comme le montre la coloration KI67. (D) La survie médiane des animaux avec des cellules HGG injectées dans le tronc cérébral est d’environ 26 jours après l’injection (N = 2). Tous les animaux injectés dans cette étude ont développé avec succès des tumeurs. (E) La coloration H&E du tronc cérébral montre une région fortement nucléée avec une infiltration tumorale observée chez les leptoméninges du ventricule latéral. (F) La zone greffée tumorale dans le tronc cérébral présente un niveau élevé de cellules prolifératives, comme le montre la coloration KI67. La barre d’échelle noire dans les images principales indique 2 mm, tandis que les images agrandies insérées indiquent 20 μm. Veuillez cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.
Tableau supplémentaire 1 : Formulaire de surveillance utilisé pour l’inspection des injections post-intracrâniennes des animaux et le traitement potentiel avec des agents anticancéreux. Veuillez cliquer ici pour télécharger ce tableau.