Les neurones sensoriels primaires innervent directement les tissus, y compris la peau, et relaient les signaux sensoriels au système nerveux central (moelle épinière ou tronc cérébral). Les neurones du ganglion du trijumeau (TG) innervent la tête et répondent aux stimuli sensoriels, notamment la douleur des dents, de la région périorbitaire, des régions orofaciales et craniofaciales, de l’articulation temporo-mandibulaire1,2 et des méninges 3,4,5. Les neurones TG varient en taille, en niveau de myélinisation et en profils d’expression génique 6,7,8,9. Les neurones plus petits sont nociceptifs, tandis que les neurones plus gros répondent généralement à des stimuli mécaniques non douloureux10,11. Le dysfonctionnement des neurones du ganglion du trijumeau peut sensibiliser à la fois les neurones eux-mêmes et les neurones sensoriels du système nerveux central (SNC)11,12.
Dans un contexte physiologique normal dans des conditions non pathologiques, l’activation des neurones in vivo est nécessaire pour la douleur, mais jusqu’aux deux dernières décennies, les outils permettant d’étudier les ganglions sensoriels intacts in vivo se limitaient à surveiller relativement peu de neurones à la fois13. En raison des concentrations normalement faibles de calcium cytoplasmique, de l’afflux de calcium pendant les potentiels d’action et de l’utilisation du calcium comme signal cytoplasmique, la dynamique du calcium est un puissant substitut pour surveiller les potentiels d’action ou l’activité cellulaire in vivo à l’aide d’indicateurs fluorescents sensibles au calcium. La raison d’être de cette méthode est que la microscopie à fluorescence peut surveiller simultanément ces indicateurs dans des centaines à des milliers de neurones simultanément dans les ganglions sensoriels périphériques des souris13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24 et rats 25,26. Il s’agit d’un avantage puissant par rapport aux méthodes qui peuvent surveiller un nombre plus limité de neurones in vivo.
L’objectif de cette méthode est l’observation directe de la dynamique cytoplasmique du Ca2+ in vivo dans le TG en réponse à des stimuli mécaniques, thermiques, chimiques et hormonaux dans des modèles de maux de tête 19,23,24. Cette méthode peut être utilisée en complément de la douleur ou d’autres tests somatosensoriels dans la zone orofaciale. L’imagerie in vivo du trijumeau Ca2+ a été utilisée pour caractériser le codage thermique et sensoriel19,22, étudier des classes de mécanorécepteurs27, découvrir une nouvelle classe de neurones mécanosensibles28, surveiller les réponses du trijumeau à des contraintes mécaniques normales sur les méninges29, étudier les effets des hormones sur la sensibilité à la douleur24, caractériser des modèles de douleur orofaciale30et les contributeurs de l’étude à la douleur induite par le sevrage de l’alcool23.
Les souris Pirt-GCaMP3 permettent de surveiller l’activité neuronale in vivo car elles ont le capteur Ca2+ GCaMP3 inséré dans la région promotrice du gène Pirt, qui est fortement exprimé dans tous les neurones sensoriels primaires (>95 %)12,18. Cet article fait la démonstration d’une technique d’exposition chirurgicale à la TG in vivo et de la collecte et de l’analyse de données de microscopie indicatrice calcique pour la TG du côté droit des souris Pirt-GCaMP3 à l’aide de la microscopie confocale à balayage laser.