Les procédures suivantes ont été effectuées avec l’approbation du Comité institutionnel de soin et d’utilisation des animaux du Centre de santé de l’Université du Connecticut (IACUC). Toutes les interventions chirurgicales ont été effectuées dans des conditions stériles, comme le décrivent les directives des National Institutes of Health (NIH). La douleur et le risque d’infections ont été gérés à l’aide d’analgésiques et d’antiseptiques appropriés pour assurer un résultat positif.
1. Préparation de la zone chirurgicale et des instruments
- Préparez la salle d’intervention chirurgicale en désinfectant les surfaces de travail avec un nettoyant désinfectant de qualité clinique.
REMARQUE : Le chirurgien doit porter un équipement de protection individuelle (EPI) approprié, y compris des gants jetables stériles, un bonnet pour les cheveux, une blouse et un masque.
- Préparez un coussin chauffant recouvert d’un coussin chirurgical stérile. Rassemblez et rangez tous les instruments et réactifs stériles (table des matériaux) avec un accès pratique.
2. Anesthésie préopératoire
- Pesez toutes les souris avant la chirurgie. Calculer les volumes d’analgésique à utiliser en fonction de la formulation disponible de buprénorphine.
- Assemblez une unité d’anesthésie animale dans l’espace de travail stérile, qui comprend une chambre d’induction et un cône nasal. Régler le débit d’oxygène à 2 L min-1 et celui de l’isoflurane à 1,5-3 % (v/v) selon l’âge et le poids de la souris.
- Une fois la souris sous sédation, retirez l’animal de la chambre d’induction et placez-le sur un coussin chirurgical stérile en position couchée. Appliquez un lubrifiant ophtalmique sur les deux yeux. Placez le cône nasal sur la tête. Vérifiez que la souris est correctement anesthésiée en pinçant doucement l’orteil. Assurez-vous qu’il n’y a pas de réponse réflexe des membres postérieurs avant de continuer.
- Avant la chirurgie, retirez brièvement la souris du cône nasal pour injecter la dose totale de buprénorphine à libération prolongée par voie sous-cutanée ; La dose totale est de 3,25 mg/kg.
3. Description de l’intervention chirurgicale
REMARQUE : Cette procédure chirurgicale utilise des souris C57BL / 6 mâles et femelles âgées de 10 semaines à 24 semaines. La procédure peut être effectuée sur des souris aussi jeunes que 6 semaines jusqu’à 33 semaines et sur diverses souches consanguines, comme le montrent d’autres10,11. Les souris plus jeunes peuvent avoir besoin d’aiguilles plus courtes, tandis que les souris plus âgées ou plus grandes peuvent avoir besoin d’une aiguille plus longue.
- Remplissez une seringue de 3 mL munie d’une aiguille de 26 g avec une solution saline stérile. Placez-le sur le côté.
- Retirez la fourrure de la patte arrière sur laquelle la procédure sera effectuée avec une tondeuse électrique ou à piles (lame #40) et retirez toute fourrure lâche du champ opératoire. À l’aide d’applicateurs stériles à embout de coton, traitez le site chirurgical avec un gommage à base d’iode (10 % de povidone iodée), suivi d’alcool isopropylique à 70 %. Frottez le site chirurgical en commençant par le centre du genou et en effectuant un balayage circulaire vers l’extérieur. Laissez le site sécher. Répétez les étapes de nettoyage 3 fois.
- Placez la souris sur son dos et fléchissez le genou de la jambe opérationnelle. Tenez la jambe de la souris dans la main non dominante de sorte que le genou soit plié sur le majeur, le deuxième doigt repose sur le fémur et le pouce repose sur le tibia.
- Faites une petite incision horizontale peu profonde juste en dessous de la rotule à l’aide d’un scalpel.
REMARQUE : Cette étape améliore la visualisation du site d’insertion. Avec l’expérience, cette étape peut être sautée.
- Localisez l’espace articulaire en plaçant l’aiguille horizontalement sur le genou plié et en tâtant l’espace entre le fémur et le tibia. En utilisant ce site anatomique pour guider, prenez une aiguille de 25 G et percez manuellement (en tordant l’aiguille et en appliquant simultanément une pression modérée sur l’aiguille) dans le fémur distal du genou vers le côté proximal. Insérez l’aiguille à travers ou autour de la rotule.
- Radiographie la souris pour s’assurer que l’aiguille a été correctement placée dans la cavité médullaire, aussi près que possible du centre (Figure 1).
- Retirez l’aiguille de 25 G et insérez immédiatement une aiguille de 26 G dans le même trou à l’intérieur de la cavité de la moelle. Alésez les côtés de la cavité médullaire dans un mouvement circulaire au moins 5 fois jusqu’à ce qu’elle soit lisse. Gardez le nombre de mouvements d’alésage cohérent entre chaque souris.
REMARQUE : Les étapes 3.5 et 3.7 peuvent causer des blessures par piqûre d’aiguille au chirurgien si elles ne sont pas manipulées avec soin.
- Retirez l’aiguille 26 G et replacez l’aiguille 26 G reliée à la seringue saline. Rincez la cavité jusqu’à ce que le refoulement soit dégagé. Cela nécessite généralement 1,5 à 2 ml de solution saline. Retirez la seringue et l’aiguille et jetez-les en toute sécurité dans un récipient tranchant.
REMARQUE : Il ne doit pas y avoir de résistance lors de la poussée du liquide. Si c’est le cas, réinsérez l’aiguille pour vous assurer qu’elle se trouve à l’intérieur de la cavité. Il peut être nécessaire de retirer l’aiguille à mi-chemin.
- Fermez la plaie cutanée à l’aide d’une suture adhésive topique.
4. Soins postopératoires
- Immédiatement après la chirurgie, administrer la demi-dose restante de buprénorphine à libération prolongée en utilisant la posologie de l’étape 2.4.
REMARQUE : La buprénorphine à libération prolongée procure un soulagement de la douleur jusqu’à 72 heures.
- Surveillez les animaux sur le coussin chauffant pour détecter des signes de respiration normale et non obstruée jusqu’à ce qu’ils se réveillent de la chirurgie. Une fois ambulatoires, ramenez les souris dans leur cage.
- Continuez à surveiller les souris une fois par jour pendant 3 jours après la chirurgie pour vous assurer qu’elles guérissent correctement et qu’elles ont une mobilité complète, en surveillant les signes de douleur.
5. Traitement des os pour la scintigraphie et l’analyse par tomodensitométrie
- Euthanasier les souris selon la méthode d’euthanasie sans cruauté réglementée et approuvée par l’IACUC ou toute autre politique institutionnelle applicable. Ici, la méthode d’euthanasie primaire d’inhalation de CO2 a été utilisée, suivie d’une méthode secondaire de luxation cervicale.
- Récoltez les fémurs en enlevant la peau autour des membres postérieurs et en enlevant tout le membre au niveau de l’articulation de la hanche.
- Placez chaque membre en sandwich entre deux éponges dans une cassette d’enrobage. Transférez les os dans leurs cassettes dans une solution de formol à 10 % et fixez-les à 4 °C pendant 5 à 7 jours, en tenant compte de l’âge et de la taille de la souris.
REMARQUE : La surfixation et la sous-fixation entraînent une mauvaise résolution de la moelle.
- Après la fixation, laver les cassettes dans une solution saline tamponnée au phosphate (PBS) pendant 5 min 3 fois.
- Retirez les membres des cassettes et coupez les muscles à l’aide d’un scalpel si nécessaire.
REMARQUE : Selon les applications en aval, une manipulation brutale peut perturber la couche osseuse périostée.
- Séparez le fémur au niveau du genou en coupant soigneusement les ligaments à l’aide de petits ciseaux chirurgicaux ou d’un scalpel.
REMARQUE : Le tibias peut être utilisé pour d’autres applications ou jeté.
- Transférez les fémurs dans des tubes coniques de 1,7 ml ou 15 ml dans une solution d’éthanol à 70 %. Les os peuvent rester dans de l’éthanol à 70 % à 4 °C jusqu’à ce qu’ils soient prêts pour la tomodensitométrie.
- Scanner et évaluer les fémurs à la recherche de paramètres trabéculaires, produisant des données qualitatives et quantitatives.
6. Traitement des os pour la coupe et l’histologie congelées
REMARQUE : Les os peuvent être traités pour la section congelée et l’histologie après avoir subi une tomodensitométrie. Le balayage n’affecte pas le marquage fluorescent ni la coloration ultérieure des anticorps.
- Transférez les os de l’éthanol à 70 % au PBS et lavez 3 fois, 5 min par lavage.
- Incuber dans une série de solutions de saccharose de 10 %, 20 % à 30 % dans du PBS à 4 °C pendant la nuit à chaque concentration. Conservez les os dans du saccharose à 30 % jusqu’à 5 jours à 4 °C ou dans cette solution à -20 °C pendant 6 à 12 mois jusqu’à ce qu’ils soient prêts à être intégrés.
REMARQUE : L’utilisation d’un gradient de saccharose entraîne une meilleure pénétration des tissus. Après l’étape 6.1, les os peuvent être placés directement dans une solution de saccharose à 30 % pendant la nuit.
- Encastrez les os dans un composé à température de coupe optimale (OCT) à l’aide de moules de cryoenrobage. Conserver à -80 °C jusqu’au moment de sectionner.
- Section des os incrustés à l’aide de la méthode de la bande cryofilm avec une température du cryostat réglée entre -24 °C et -26 °C.
- Collez les sections du cryofilm sur une lame adhésive à l’aide d’un adhésif optique et durcissez-le jusqu’à ce qu’il durcisse à l’aide d’un réticulant ultraviolet (UV).
7. Traitement pour la cytométrie en flux
REMARQUE : Ce protocole est compatible avec une variété d’anticorps. Pour caractériser les cellules souches squelettiques et les cellules progénitrices, il est recommandé de regrouper 3 à 4 os, car il s’agit de populations cellulaires rares dans la moelle osseuse.
- Préparez un milieu de coloration par tri cellulaire activé par fluorescence (FACS). Pour préparer une solution de 1000 mL de FSM, combinez : 100 mL de solution saline équilibrée de Hanks (HBSS), 10 mL d’acide 4-(2-hydroxyéthyl)-1-pipérazinéthanesulfonique (HEPES), 20 mL de sérum fœtal bovin (FBS), 870 mL de dd H2O. Faites passer la solution FSM à travers un filtre de 0,2 μm.
- Avant de prélever les tissus, remplissez des boîtes de Pétri avec 4 à 5 ml de PBS stérile sans calcium ni magnésium.
- Préparez le milieu de digestion
- Pour 4 à 6 fémurs, préparer un mélange de digestion dans 10 mL de PBS contenant 0,005 g de collagénase P et 0,02 g d’hyaluronidase. Mélanger par vortex doux et passer le mélange à travers un filtre de 0,22 μm.
- Prélever les os le jour 3 post-opératoire comme décrit à l’étape 5.2. Retirez tous les muscles et le tissu conjonctif avec une lame de scalpel.
- Remplissez une boîte de Pétri avec 5 ml de milieu de digestion. Placez 4 à 6 os dans le milieu de digestion. Hachez finement chaque os, en faisant la première coupe longitudinalement et latéralement.
- Transférez le tissu dans un tube à fond rond de 14 ml et scellez-le avec un parafilm. Couvrir les tubes en feuille d’aluminium.
- Agiter à 37 °C pendant 20 min en maintenant le tube horizontalement sur l’agitateur.
- Retirez le tube de l’agitateur. Les cellules seront regroupées au fond. Récupérez doucement la matière digérée sans déranger les cellules au fond, et faites passer la digestion à travers un filtre de 70 μm. Prélever le filtrat dans un nouveau tube de 50 mL contenant 10 mL de FSM froid et le conserver sur de la glace.
- Dans les cellules, ajoutez les 5 ml restants du mélange de digestion. Scellez à nouveau avec du parafilm et couvrez de papier d’aluminium. Secouez le tube comme décrit ci-dessus. Répétez les étapes 7.7-7.8.
- Après l’incubation de 20 minutes à 37 °C, transférez la matière grasse dans le même tube contenant la matière grasse qu’à partir de l’étape 7.8, en passant à travers un filtre de 70 μm avec 10 ml de FSM supplémentaire.
- Centrifuger la suspension à 274 x g à 4 °C. Aspirez le surnageant et récupérez la pastille cellulaire. Délogez la pastille en tapotant doucement le tube.
REMARQUE : La force centrifuge (g) est basée sur un rayon de rotor de 170 mm. Veuillez vérifier le rayon du rotor et ajuster la vitesse en conséquence.
- Pour effectuer la lyse des globules rouges, ajoutez 1 mL de tampon de lyse de chlorure d’ammonium-potassium (ACK). Gardez tous les réactifs et les cellules sur la glace.
- Incuber les cellules en ACK pendant environ 5 minutes à RT. Ne pas dépasser 5 min pour éviter de trop lyser les cellules.
- Ajouter 9 ml de FSM. Centrifugeuse à 274 x g pendant 5 min à 4 °C.
- Aspirez le surnageant. Cassez la pastille de cellule en ratissant doucement le tube sur un support de tube.
- Ajouter 10 ml de FSM (volume pour 4 os, peut être ajusté en fonction du nombre d’os combinés) et remettre en suspension.
- Prélever une aliquote de chaque échantillon et ajouter de l’iodure de propidium (IP) selon les instructions du fabricant. Comptez les cellules vivantes et totales à l’aide d’un compteur de cellules.
- Procéder à la coloration par anticorps des échantillons à l’aide des marqueurs souhaités pour l’analyse par cytométrie en flux 12,13,14.