Imagerie cardiaque fonctionnelle chez les embryons de poisson-zèbre à l’aide de la microscopie standard et de l’analyse vidéo : applications dans la recherche environnementale et biomédicale

Nikola Mitovic; Sanjin Kovacevic; Jelena Nesovic Ostojic; Darko Puflovic; Marija S. Stankovic

doi:10.3791/68941

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Article de méthode

Imagerie cardiaque fonctionnelle chez les embryons de poisson-zèbre à l’aide de la microscopie standard et de l’analyse vidéo : applications dans la recherche environnementale et biomédicale

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DOI :

10.3791/68941

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10 octobre 2025

Nikola Mitovic¹ , Sanjin Kovacevic¹ , Jelena Nesovic Ostojic¹ , Darko Puflovic² , Marija S. Stankovic¹

¹Medical Faculty, Department of Pathophysiology, University of Belgrade, ²Faculty of Electronic Engineering, University of Nis

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Résumé

Ce protocole décrit une méthode de microscopie optique peu coûteuse pour évaluer la morphologie et la fonction cardiaques chez les embryons de poisson-zèbre, permettant une évaluation reproductible de la cardiotoxicité pour le développement sans avoir besoin de systèmes d’imagerie avancés.

Résumé

Le poisson-zèbre (Danio rerio) est largement utilisé comme modèle de vertébré dans la recherche cardiovasculaire en raison de sa similitude génétique avec l’homme, de sa transparence optique au cours du développement précoce et de sa facilité avec l’imagerie in vivo . Ce manuscrit présente un protocole standardisé et accessible pour évaluer la morphologie et la fonction cardiaques chez les embryons de poisson-zèbre à 96 h après la fécondation (hpf) à l’aide de la microscopie optique à fond clair. La méthode comprend le prélèvement d’embryons, le dépistage morphologique, l’immobilisation dans l’agarose, l’enregistrement vidéo du cœur battant et l’analyse basée sur l’image de paramètres cardiaques tels que les dimensions ventriculaires, le volume systolique, la fréquence cardiaque, la fraction d’éjection et le débit cardiaque. Les calculs sont basés sur des approximations géométriques du ventricule à l’aide de logiciels open source (par exemple, ImageJ, Zembryo Analyzer). Le protocole permet une évaluation quantitative des performances cardiaques à l’aide d’équipements largement disponibles, ce qui le rend adapté aux laboratoires disposant de ressources limitées et de dépistages à haut débit. Dans cette étude, 96 larves de poisson-zèbre hpf ont été analysées en enregistrant les battements du cœur au microscope optique. Les principaux paramètres cardiaques mesurés comprenaient les dimensions ventriculaires, qui ont été utilisées pour calculer le volume systolique et la fréquence cardiaque, déterminée en battements par minute. À partir de ceux-ci, la fraction d’éjection et le débit cardiaque ont été calculés pour évaluer la performance cardiaque globale. Des résultats représentatifs obtenus chez des embryons sains ont montré une contraction ventriculaire constante et des indices fonctionnels robustes, tandis que les embryons exposés au cadmium ont montré une morphologie cardiaque altérée et une réduction significative du débit cardiaque. Dans l’ensemble, la méthode est importante pour détecter la cardiotoxicité pour le développement et fournit une approche reproductible et non invasive pour évaluer la fonction cardiaque in vivo au cours du développement précoce du poisson-zèbre.

Introduction

Le poisson-zèbre (Danio rerio) est devenu un organisme modèle de vertébré de premier plan dans la recherche cardiovasculaire en raison de son homologie génétique avec l’homme, de la fécondation externe, de la transparence optique des embryons et de son développement rapide ^1,2. Ces caractéristiques, combinées à la rentabilité et à l’évolutivité, rendent le poisson-zèbre particulièrement adapté à l’étude de la morphogenèse cardiaque précoce, des malformations cardiaques congénitales et de la cardiotoxicité développementale³. Leur pertinence est ....