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Les neurones rétiniens ont développé des topographies spatiales qui facilitent le traitement de l’information, ce qui, chez de nombreuses espèces, entraîne des spécialisations grossières telles que les fovéas, les zones centrales et les stries 1,2,3. Contrairement à la diversité bien comprise de la distribution des photorécepteurs, la spécialisation spatiale de la production rétinienne, formée par les cellules ganglionnaires rétiniennes (CGR), est moins claire. Pour la plupart des espèces, la distribution spatiale des CGR est totalement inconnue. Même pour la souris, sans doute l’un sinon le modèle de fonction visuelle des vertébrés le mieux étudié, moins d’un tiers des sous-types de RGC ont été cartographiés avec des techniques traditionnelles comme l’immunohistochimie de l’ensemble du monticule2. Ces techniques échouent parce que la plupart des sous-types de CGR n’ont pas de marqueur génétique spécifique. Au lieu de cela, des informations moléculaires de plus grande dimension sont nécessaires pour une classification précise du RGC4 via le séquençage de l’ARN unicellulaire 5,6,7.
L’information sur la distribution du CGR est importante, car les topographies observées chez la souris montrent des corrélats écologiques clairs entre le placement du CGR et la fonction visuelle. L’exemple le plus frappant est l’organisation spatiale des CGR ɑON-S, qui se regroupent dans la rétine temporale. Cette région reçoit l’image de la proie8 lors des comportements de chasse9. Il est également bien connu que les sous-types RGC sont différemment sensibles à la maladie10, et que certaines maladies courantes comme le glaucome ont une composante spatiale à leur progression11,12. Ainsi, une question importante à laquelle le domaine est confronté est la suivante : quelle est l’organisation spatiale des sous-types de CGR lorsqu’ils tuilent la rétine1 ? Ce manque de connaissances limite actuellement les connaissances sur d’autres comportements et maladies guidés visuellement.
L’objectif de la présente méthode est de combler ces lacunes dans les connaissances moléculaires grâce à une approche de cryosection en face qui préserve les relations spatiales tout en permettant une analyse moléculaire à haute résolution. Les plateformes modernes de séquençage spatial comme le Xenium de 10X représentent une avancée transformatrice dans le profilage moléculaire, offrant des informations sans précédent sur l’organisation des tissus et les interactions cellulaires. Cependant, ces plateformes, ainsi que les techniques de plexage inférieur comme le RNAscope et les méthodes de séquençage à code-barres spatial comme Visium, partagent une contrainte technique critique : elles nécessitent des coupes de tissus plus minces que 20 μm. Cette exigence présente un défi particulier pour le tissu rétinien, qui mesure généralement 200 μm d’épaisseur.
Jusqu’à présent, les chercheurs se sont principalement appuyés sur des coupes transversales pour appliquer ces technologies au tissu rétinien13. Bien que les coupes efficaces révèlent efficacement les relations moléculaires au sein des couches nucléaires et plexiformes dans le contexte des circuits verticaux, elles sont moins adaptées pour capturer les distributions spatiales plus larges des cellules rétiniennes que les préparations de montures entières ont traditionnellement révélées8. Les tentatives récentes de sectionnement en face ont été limitées par des contraintes d’épaisseur de section, les études n’atteignant que des sections de 50 μm14 fois trop épaisses pour les plateformes modernes d’analyse moléculaire à haut plex. D’autres approches historiques qui ont été déployées pour étudier la lame rétinienne individuelle mais qui ne sont pas compatibles avec les techniques modernes de séquençage spatial comprennent la digestion enzymatique, combinée à la dissociation mécanique15,16, ou les dissociations mécaniques seules 17,18,19,20. Ici, nous présentons une nouvelle technique de cryosectionnement spécialement conçue pour les tissus rétiniens minces et incurvés qui surmonte ces limitations. En bref, notre méthode consiste à extraire la chambre postérieure de l’œil, à créer des coupures en relief à travers la rétine et la sclérotique, à aplatir le tissu avec la rétine interne contre un couvre-verre, à intégrer le tissu dans l’OCT et, enfin, à cryosectionner de l’externe à l’intérieur de la rétine (Figure 1). Notre méthode maintient les relations spatiales tout en produisant des sections suffisamment fines (<20 μm) pour les outils de biologie spatiale de grande dimension, comme validé par une mise en œuvre réussie avec un RNAscope manuel (12 cibles) et la plateforme automatisée Xenium (300 cibles), démontrant la compatibilité entre différentes échelles de complexité de l’analyse moléculaire.