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Article de méthode

Mise en place d’un modèle murin de psoriasis par l’imiquimod

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DOI :

10.3791/68111

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20 juin 2025

 ,  ,  ,  ,  , 
1College of Basic Medicine, Guangxi University of Chinese Medicine, 2Key Laboratory of Characteristic Experimental Animal Models of Guangxi, 3Guangxi Key Laboratory of Translational Medicine for Treating High-Incidence Infectious Diseases with Integrative Medicine, 4College of Pharmacy, Guangxi University of Chinese Medicine

* These authors contributed equally

Dans cet article

Résumé

Ici, nous présentons un modèle murin de psoriasis très efficace et stable établi grâce à l’utilisation de l’imiquimod. De plus, nous détaillons les méthodologies employées pour évaluer la gravité du psoriasis.

Résumé

Le psoriasis est une affection cutanée courante, chronique, récurrente et inflammatoire caractérisée par une infiltration cutanée épaissie, des squames et un érythème. La pathogenèse de la maladie est très complexe, impliquant l’interaction de divers facteurs tels que la génétique, l’immunité et les facteurs environnementaux. Pour étudier les mécanismes sous-jacents au psoriasis, les chercheurs ont développé plusieurs modèles animaux de la maladie. Cependant, la variabilité des méthodologies a présenté des défis pour la construction cohérente de ces modèles. Dans cette étude, nous avons établi et évalué de manière exhaustive un modèle murin de psoriasis hautement efficace et stable à l’aide de l’imiquimod (IMQ). Des souris femelles C57BL/6J de 8 semaines ont été utilisées pour établir le modèle de souris atteintes de psoriasis. Après une semaine d’acclimatation, les souris dont la peau était irritée ou endommagée dans les zones épilées ont été exclues. À partir du deuxième jour, une crème IMQ à 5 % (62,5 mg/j) a été appliquée quotidiennement sur les régions épilées du cou et du dos pendant sept jours consécutifs. Au cours de l’expérience, des mesures quotidiennes du poids corporel, des photographies de la peau, des scores de peau et des observations comportementales ont été effectués. Après l’expérience, la détermination de l’indice de rate, l’analyse histologique de la peau, la détection des cytokines sériques et la détection du niveau d’ARNm de la peau ont été effectuées. Les résultats ont montré que les souris du groupe IMQ développaient des symptômes typiques du psoriasis, notamment un érythème, des squames et un épaississement de la peau, accompagnés d’un comportement de grattage accru, d’une perte de poids, d’un indice de rate élevé et d’une augmentation de l’épaisseur de la peau. Et des changements significatifs dans les niveaux de TNF-α, IL-23 et IL-17A dans le sérum, ainsi que dans les niveaux d’ARNm de l’IL-23, de l’IL-17A, de l’IL-17F et de l’IFN-γ dans la peau. Les taux sériques de cytokines (TNF-α, IL-23, IL-17A) et l’expression cutanée de marqueurs pro-inflammatoires (IL-23, IL-17A, IL-17F, IFN-γ) ont été notablement régulés à la hausse. En revanche, le groupe témoin n’a pas montré de telles modifications. En optimisant la durée d’induction de l’IMQ et en normalisant le protocole d’administration, tout en surveillant dynamiquement les changements cutanés, cette étude vise à fournir un cadre standardisé aux chercheurs pour construire des modèles fiables de psoriasis.

Introduction

Le psoriasis est une maladie systémique systémique courante, chronique, récurrente et inflammatoire, le psoriasis en plaques étant la manifestation clinique la plus prédominante1. Ses caractéristiques cliniques comprennent généralement une infiltration cutanée, une épaisseur, des squames et un érythème2, et il peut également déclencher diverses complications, notamment le rhumatisme psoriasique, la dépression, le syndrome métabolique et les maladies cardiovasculaires1. De plus, le psoriasis s’accompagne souvent d’un prurit chronique3. À l’échelle mondiale, le psoriasis touche 2 à 3 % de la population4, et son incidence est en augmentation. Par conséquent, il est crucial d’établir des modèles animaux fiables qui imitent étroitement les caractéristiques pathologiques du psoriasis humain pour découvrir sa pathogenèse et développer de nouvelles stratégies thérapeutiques.

Dans le domaine de la recherche dermatologique, le psoriasis a suscité une attention considérable en raison de sa pathogenèse complexe, qui implique l’interaction de facteurs génétiques, immunologiques et environnementaux, ce qui présente des défis considérables pour une étude approfondie1. Les recherches actuelles indiquent que l’apparition du psoriasis est principalement médiée par les lymphocytes T, qui, lors de l’activation, stimulent les kératinocytes à proliférer et modifient la sécrétion de cytokines au cours de leur processus de différenciation5. Dans ce processus, l’axe Interleukin (IL)-23/IL-17 joue un rôle central. L’IL-23 favorise la différenciation et l’activation des cellules Th17, qui produisent des cytokines telles que l’IL-17A et l’IL-17F, jouant un rôle important dans le développement du psoriasis 6,7,8. À l’heure actuelle, la pathogenèse du psoriasis englobe de nombreuses altérations moléculaires. Il s’agit de cytokines telles que le facteur de nécrose tumorale α (TNF-α), l’axe IL-23/IL-17, l’IL-37, les voies de signalisation intracellulaires telles que le facteur nucléaire-κB (NF-κB) et l’activateur de transduction et de transcription du signal Janus kinase (JAK-STAT). De plus, il est étroitement associé à des molécules liées au sucre, au cycle de l’acide tricarboxylique (TCA), aux acides aminés, aux voies métaboliques des lipides, ainsi qu’à des facteurs de régulation épigénétiques, notamment la méthylation de l’ADN et la modification des histones. Ces cibles sont étroitement liées et interagissent les unes avec les autres, entraînant conjointement l’apparition et la progression du psoriasis9.

Dans la recherche actuelle sur le psoriasis, une variété de modèles animaux sont utilisés, y compris des modèles spontanés, des modèles de transplantation allogénique, des modèles transgéniques ou de knock-out génique et des modèles induits chimiquement, entre autres10. Ces modèles animaux jouent un rôle essentiel dans l’étude du psoriasis, les scientifiques ayant utilisé plusieurs espèces telles que les souris, les cochons d’Inde et le poisson zèbre pour construire des modèles de psoriasis 11,12,13. Cependant, ces modèles ont tous certaines limites, notamment la complexité génétique, les différences entre les espèces, les préoccupations éthiques et les considérations de coût14.

L’imiquimod (IMQ), en tant qu’agoniste des récepteurs de type Toll (TLR), peut déclencher une inflammation cutanée et une infiltration des cellules immunitaires, tout en favorisant la prolifération des kératinocytes et l’amélioration des vaisseaux sanguins dermiques13. Une étude a rapporté que l’application topique de l’IMQ chez l’homme peut induire le psoriasis15. Les observations cliniques ont également révélé que l’IMQ exacerbe les symptômes du psoriasis chez les patients7. Dans les modèles de psoriasis chez la souris, l’administration continue d’une concentration de 5 % d’IMQ peut reproduire les manifestations cutanées du psoriasis humain, telles que l’érythème et les squames. De plus, d’autres symptômes imitent étroitement ceux du psoriasis en plaques humain, notamment les changements épidermiques tels que l’acanthose et la parakératose, la néoangiogenèse, etc. Les modèles murins de psoriasis induits par l’IMQ sont également capables de simuler un prurit chronique4. Il existe également une infiltration de cellules inflammatoires composées de lymphocytes T, de neutrophiles et de cellules dendritiques dans les modèles murins de psoriasis 2,16. Les lésions cutanées induites par l’IMQ reposent principalement sur l’axe TNF-α-IL-23/IL-17, ce qui indique que des modèles murins de psoriasis basés sur l’IMQ peuvent être utilisés pour étudier davantage le psoriasis humain9.

Le modèle murin de psoriasis induit par l’IMQ utilisé dans cette étude convient aux souches de souris telles que C57BL/6 et BALB/c, qui ont des tendances Th1 et Th2, respectivement7. Ce modèle est stable et très efficace, avec les avantages d’un faible coût, d’une courte durée d’expérience, d’un fonctionnement simple, de symptômes distincts et d’un taux de réussite élevé. Dans l’expérience, nous avons fourni un compte rendu détaillé de plusieurs méthodes employées pour surveiller la progression du psoriasis. Ces méthodes comprenaient le scoring cutané et les tests comportementaux. De plus, nous avons validé les résultats expérimentaux grâce à l’utilisation de l’analyse histopathologique, du test immuno-enzymatique (ELISA) et de la transcription inverse-réaction en chaîne par polymérase quantitative (RT-qPCR). Ce modèle est non seulement adapté à l’exploration de la pathogenèse du psoriasis, mais aussi à l’évaluation préclinique de nouvelles approches thérapeutiques, ce qui en fait un outil précieux dans la recherche.

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Protocole

Le protocole d’utilisation des animaux répertorié ci-dessous a été examiné et approuvé par le Comité institutionnel du bien-être et de l’éthique de l’Université de médecine chinoise du Guangxi (DW20191220-153). Le certificat d’animal des souris achetées était SCXK (Xiang) 2024-0009. Dans cette étude, des souris femelles C57BL/6J âgées de 8 semaines, de grade SPF, ont été divisées au hasard en groupes, chaque groupe contenant 6 souris. La cage est placée dans une pièce à température contrôlée (23 ± 2 °C, cycle lumière/obscurité de 12 h) avec libre accès à la nourriture et à l’eau. L’organigramme de l’expérience est illustré à la figure 1. Sauf qu’elles n’ont pas été induites par la crème IMQ, les souris du groupe témoin ont reçu les mêmes traitements que celles du groupe IMQ à tous les autres égards.

1. Préparation des animaux

  1. Commencez le modélisme après avoir adapté l’animal à l’environnement pendant une semaine. Avant de commencer l’expérience, désinfectez méticuleusement la table expérimentale à l’aide d’une solution d’éthanol à 75 %.
  2. À l’aide d’un marqueur, marquez clairement la queue des souris, en vous assurant de leur identification individuelle.
  3. Utilisez le rasoir pour raser les poils du cou et du dos de toutes les souris sur une zone d’environ 4 cm x 3 cm (jour 0 ; Figure 2A). À l’aide d’un coton-tige, appliquez une quantité appropriée de crème dépilatoire sur la peau rasée et étalez-la uniformément (figure 2B).
  4. Après avoir appliqué la crème dépilatoire, attendez environ 15 s. Laissez la crème dépilatoire à la surface de la peau de la souris pendant 15 à 20 s optimales. Essuyez doucement et rapidement.
  5. Utilisez un nouveau coton-tige pour le tremper dans l’eau et essuyez à plusieurs reprises dans le sens de la queue de la souris à la tête pour nettoyer les cheveux. Séchez doucement la peau locale avec du papier absorbant médical.
  6. Examinez l’état de la peau des souris 24 h après l’épilation et excluez celles dont les zones d’épilation sont endommagées.

2. Modèle murin de psoriasis induit par l’IMQ

  1. Assurez-vous que les légers dommages cutanés causés par le rasage ou l’épilation sont complètement récupérés.
  2. À partir du 2èmejour, appliquez la crème 5 % IMQ à une dose de 62,5 mg7. Pour ce faire, pré-remplissez à l’avance la seringue entière de 1 mL avec la crème IMQ et administrez le médicament à la souris selon le volume correspondant à 62,5 mg d’IMQ par jour sur la peau épilée de la souris à l’aide d’une cuillère à manche plat (Figure 2C). Lors de l’application, assurez-vous que la crème IMQ est répartie aussi uniformément que possible sur la zone épilée et que la zone d’application est plus petite que la zone épilée.
  3. Après avoir enduit le médicament, placez la souris dans une cage vide et attendez 15 min. Remettez la souris dans la cage d’alimentation une fois que le médicament est complètement absorbé. Effectuez l’application du médicament en continu pendant 7 jours.

3. Analyse du poids corporel des souris atteintes de psoriasis

  1. Placez un bécher propre sur une balance électronique et tare-le. Ensuite, placez doucement la souris à l’intérieur et notez les lectures stables affichées sur la balance.
  2. À partir du jour 1 (la veille de l’application initiale de l’IMQ), pesez les souris quotidiennement jusqu’au jour 8. Comparez le poids de chaque souris avec son poids correspondant au jour 1.

4. Caractérisation de la peau des souris atteintes de psoriasis

  1. Placez les souris sur un fond blanc à l’aide d’une règle. Gardez le corps des souris droit sans rétrécir la tête ni faire de grands balancements (Figure 3).
  2. Dès le jour 1, prenez une photo haute résolution du site d’administration des souris sous la même intensité lumineuse tous les jours et enregistrez la caractérisation de la peau des souris.
  3. Lors de chaque séance de photographie, maintenez la distance entre l’appareil photo et les souris constante, ainsi que le grossissement de l’appareil photo, et positionnez la règle perpendiculairement à l’appareil photo.

5. Marquage de la peau

  1. Évaluez la gravité de la dermatite psorique chez la souris à l’aide de l’indice de surface et de gravité du psoriasis (PASI) modifié17 tous les jours du jour 1 au jour 8. Employez trois chercheurs utilisant une méthode en double aveugle pour noter indépendamment l’érythème, les squames et l’épaisseur de la peau sur une échelle de 0 à 4, en prenant la moyenne arithmétique des trois. Pour les règles de notation PASI, consultez le tableau 1.
    Score PASI = érythème + échelle + épaisseur

6. Observation comportementale des souris

  1. Dans le même environnement calme, normalement éclairé à température ambiante (comme à l’étape 4), placez chaque souris dans une boîte individuelle en acrylique (10 cm x 10 cm) avec une petite quantité de rembourrage en épi de maïs au fond.
  2. Utilisez des cloisons noires pour séparer chaque boîte et bloquer la ligne de vue. Après une période d’adaptation de 15 minutes, enregistrez sur vidéo le comportement des animaux pendant 1 h.
  3. Enregistrez des vidéos comportementales à une heure fixe chaque jour du jour 1 au jour 8. Positionnez l’objectif de l’appareil photo perpendiculairement à la boîte en acrylique et assurez-vous qu’il capture pleinement les activités de la souris à l’intérieur.
  4. Enregistrez les cas où la souris lève sa patte arrière pour gratter le cou et le dos, puis l’abaisse comme un comportement de démangeaison.

7. Collecte du sang et mesure des niveaux de cytokines dans le sérum par ELISA

  1. Retirez rapidement les globes oculaires des souris à l’aide d’une pince et prélevez le sang le 9e jour.
  2. Laissez le sang reposer à 4 °C pendant 4 h. Séparez le sang à l’aide d’une centrifugeuse à basse température à 3000 x g pendant 30 min à 4 °C. Récupérez le sérum et conservez-le à -80 °C pour une utilisation future.
  3. Quantifiez les taux sériques de TNF-α, d’IL-17A et d’IL-23 à l’aide du kit ELISA approprié conformément au protocole18 du fabricant.

8. Prélèvement de la peau et de la rate

  1. Selon les règlements du comité d’éthique de l’expérimentation animale compétent, disloquer les vertèbres cervicales des souris pour l’euthanasie après le prélèvement sanguin au jour 9.
  2. Après l’euthanasie, coupez les lésions cutanées sur le dos des souris en deux portions. Immerger une portion dans un tube à centrifuger de 5 mL avec une solution de paraformaldéhyde à 4 % pour la fixation et la conservation. Séparez et emballez l’autre partie des tissus cutanés et conservez-les à -80 °C pour une utilisation future.
  3. Utilisez des ciseaux stérilisés pour ouvrir la peau le long de la ligne médiane de l’abdomen de la souris, exposer la cavité abdominale et trouver et enlever complètement la rate. Lavez les échantillons avec une solution saline normale stérile, puis mettez-les dans une solution saline normale, pesez-les et enregistrez les données.

9. Analyses histologiques de coupes de peau

  1. Retirez le tissu cutané du paraformaldéhyde et placez-le dans la boîte d’enrobage.
  2. Effectuez les étapes suivantes sur la peau : Utilisez de l’alcool dégradé de 75 % à 100 % (de faible à haute concentration), avec trois réservoirs d’alcool à 100 %. Laissez-le dans chaque cuve pendant 30 min à température ambiante. Utilisez deux réservoirs de xylène. Laissez-le dans chaque cuve pendant 30 min à température ambiante. Utilisez trois réservoirs de cire de paraffine avec un point de fusion de 56-58 °C. Laissez-le dans chaque réservoir pendant 1 h à température ambiante.
  3. Enfoncez le tissu cutané traité : Placez le tissu cutané imprégné de cire à la verticale dans un moule à paraffine. Versez la paraffine fondue dans le moule lorsque la température d’enrobage de la paraffine est supérieure de 5 à 7 °C au point de fusion de la paraffine. Déplacez-le rapidement dans la table de congélation pour refroidir et solidifier rapidement le bloc de cire.
  4. Congelez le bloc de cire à 0 °C, retirez-le de la boîte d’encastrement, fixez-le sur la table de serrage de la trancheuse et coupez-le à une épaisseur de 3 μm.
  5. À l’aide d’une pince à épiler, prélevez les tranches et blanchissez-les dans de l’eau tiède à 45 °C. Fixez la section au centre de la partie lisse de la lame et marquez le nombre pathologique sur la zone givrée avec un crayon. Inclinez la glissière à 45° pendant un moment pour permettre à l’humidité de s’écouler, puis placez-la dans un four à 62 °C et faites cuire pendant 30 min.
  6. Coloration HE : Placer les tranches dans du xylène pendant 5 min, puis dans une autre cuve de xylène pendant 5 min, dans de l’éthanol anhydre pendant 1 min, dans de l’éthanol à 95 % pendant 1 min, dans de l’éthanol à 85 % pendant 1 min, et dans de l’éthanol à 75 % pendant 1 min. Rincer à l’eau du robinet pendant 1 min, teindre avec une solution d’hématoxyline pendant 5 min et laver la solution d’hématoxyline à l’eau courante pendant 1 min.
  7. Faire tremper dans de l’éthanol à 1 % d’acide chlorhydrique pendant 3 s, laver à l’eau pendant 20 s, utiliser de l’eau tiède pour le retour du bleu pendant 5 min, rincer à l’eau courante pendant 2 min, teindre à 0,5 % d’éosine pendant 1 min, tremper dans de l’éthanol à 95 % pendant 2 s, puis dans de l’éthanol à 95 % pendant 2 min, dans de l’éthanol anhydre pendant 4 min, dans un autre réservoir d’éthanol anhydre pendant 4 min, dans du xylène pendant 4 min, dans un autre réservoir de xylène pendant 4 min, et dans le dernier réservoir de xylène pendant 4 min. Après séchage à l’air, scellez-le avec de la gomme neutre.
  8. Observez les coupes au microscope et prenez des photos au hasard à trois positions avec un grossissement de 400. Pour chaque image, mesurez au hasard l’épaisseur de l’épiderme à cinq endroits à l’aide du logiciel Image J. Enregistrez et analysez les données.

10. Mesure des niveaux d’ARNm de l’IL-17A, de l’IL-17F, de l’IL-23 et de l’IFN-γ dans la peau par RT-qPCR

  1. Prélever le tissu cutané conservé au réfrigérateur à -80 °C, avec un poids d’environ 100 mg, et extraire l’ARN par la méthode Trizol.
  2. Transcrire inversement en ADNc selon le kit de transcription inverse (VAZYME, Chine).
  3. Configurez le système de réaction PCR conformément au manuel et effectuez la PCR en temps réel à l’aide d’un instrument de PCR quantitative à fluorescence selon la procédure de réaction spécifiée (tableau 2) et la séquence d’amorces (tableau 3).
  4. Collectez des données quantitatives de PCR par fluorescence en temps réel, calculez et analysez les résultats à l’aide de l’algorithme qPCR (méthode 2-ΔΔCt).

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Résultats

Après l’administration continue d’IMQ, les souris du groupe IMQ ont présenté des symptômes cliniques de la peau du dos rappelant le psoriasis (Figure 4), la zone induite par l’IMQ présentant les symptômes typiques de l’érythème, des squames et de l’épaisseur (Figure 5). En revanche, le groupe témoin n’a présenté aucun symptôme semblable à celui du groupe IMQ. Par rapport au groupe témoin, un érythème et des squames mineures ont commencé à apparaître dans le grou...

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Discussion

Notre recherche utilise l’IMQ pour induire des lésions cutanées semblables à celles du psoriasis, construisant ainsi un modèle de psoriasis. Ce modèle peut être utilisé pour étudier les mécanismes sous-jacents au développement du psoriasis et pour fournir des informations pour le développement de traitements pour la maladie. Dans l’étude de van der Fits7, lors de l’administration initiale de l’induction IMQ, le temps d’induction a été fixé à 5 ou 6 jours. Néanmoin...

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Déclarations de divulgation

Les auteurs n’ont rien à divulguer.

Remerciements

Ce travail a été soutenu par la Fondation des sciences naturelles de Chine (NSFC) à Guanyi Wu (82060768), la Fondation des sciences naturelles de la région autonome Zhuang du Guangxi à la région autonome de Guanyi Wu (2020GXNSFAA297244) ; le projet de financement des talents de premier ordre en médecine traditionnelle chinoise de Guipai de l’Université de médecine chinoise du Guangxi ; le deuxième lot du projet de culture d’équipe de talents de haut niveau « Projet Qihuang » de l’Université de médecine traditionnelle chinoise du Guangxi (2024002).

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Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
5 % Crème ImiquimodSichuan Medshine Pharmaceutical Co.
75 % d’éthanolXUE HUAN20240401
Balance analytiquesartoriusSQP
Crème dépilatoireReckitt Benckiser20240612 08X
Balance électroniqueYingheng Technology7915
Papier de soie médicalJD20221208
RasoirHORD shenjianAUX-C6S
Coton-tige stériliséBeilun River20230728
40220602

Références

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