Toutes les procédures animales ont été approuvées par le Comité institutionnel de soins et d’utilisation des animaux (numéro de protocole : IACUC-2024-FK-007) et menées conformément à la déclaration de l’Association for Research in Vision and Ophthalmology for the Use of Animals in Ophthalmic and Vision Research. Les mâles C57BL/6 souris, âgés de 8 à 10 semaines et pesant entre 20 et 25 g, étaient hébergés dans des cages ventilées individuellement dans des conditions environnementales contrôlées de 22 ± 2 °C et une humidité relative de 50 % à 60 %, avec un cycle clair-obscur de 12 h 12 h. Ces animaux spécifiques exempts de pathogènes ont été obtenus auprès des laboratoires Charles River (voir Tableau des matériaux). Toutes les souris ont suivi une période d’acclimatation d’une semaine pour s’adapter au nouvel environnement avant les procédures expérimentales, avec un accès illimité à la nourriture et à l’eau standard des rongeurs.
ATTENTION : Aspergillus fumigatus est un organisme pathogène nécessitant un confinement de niveau de biosécurité 2. Toutes les cultures fongiques doivent être manipulées dans un cabinet de sécurité biologique certifié, utilisant un équipement de protection individuelle approprié, y compris des gants, des blouses de laboratoire et une protection oculaire. Le diméthyle sulfoxyde (DMSO) est inflammable et peut pénétrer la peau ; Manipulez dans des zones bien ventilées et évitez le contact direct. La kétamine et la xylazine sont des substances contrôlées nécessitant un stockage sécurisé et une documentation appropriée selon les réglementations institutionnelles.
Préparation expérimentale
Tous les réactifs, médicaments et matériaux nécessaires ont été préparés selon le flux de travail expérimental (voir le tableau des matériaux et la Figure supplémentaire 1 pour le schéma). Des solutions de stock d’acide racinémique (±)-α-lipoïque (LA) ont été préparées à l’aide d’acide racémique α-lipoïque (acide 1,2-dithiolane-3-pentanoïque) dissous dans du DMSO à une concentration de 60 mM et stockées dans des aliquotes à usage unique à -80 °C pour prévenir la dégradation oxydative. L’inhibiteur de Nrf2 ML385 et l’inhibiteur de HO-1 SnPPIX ont été préparés et aliquotés de manière similaire pour un usage unique afin d’éviter les cycles de gel-dégel. Tous les milieux de culture cellulaire et les compléments étaient préparés dans des conditions stériles et préchauffés à 37 °C avant utilisation.
Tous les matériaux contaminés par des cultures fongiques, y compris les plaques d’agar, les tubes de culture et les plastiques jetables, ont été autoclavés à 121 °C pendant 30 minutes avant d’être jetés dans des contenants à déchets biologiques. Les déchets chimiques contenant des solvants organiques étaient collectés séparément et éliminés selon les protocoles institutionnels de santé et sécurité environnementale. Les tissus et carcasses animaux ont été incinérés grâce à des services de déchets biomédicaux agréés.
Culture fongique et préparation à l’infection
Aspergillus fumigatus a été cultivé sur l’agar dextrose de Sabouraud à 37 °C pendant 5 à 7 jours jusqu’à l’observation d’une formation de conides matures. Les conidies ont été récoltés en inondant les cultures matures avec une solution stérile phosphatée tamponnée (PBS) contenant 0,05 % de Tween-80, et les suspensions conidiales ont été filtrées à travers une gaze stérile pour éliminer les fragments hyphaux. La concentration de conidiaux a été déterminée à l’aide d’un hémocytomètre et ajustée aux concentrations établies sur la base de modèles publiés de kératite fongique. Pour les expériences in vitro, 1 x 106 conidies/mL (multiplicité d’infection de 10:1) a été sélectionnée sur la base d’études antérieures démontrant que cette concentration induit des réponses inflammatoires robustes dans les cellules épithéliales cornéennes tout en maintenant une viabilité cellulaire adéquate pour les analyses enaval 16,17. Pour les études in vivo, 1 x 107 conidies/mL a été choisi car cet inoculum produit une kératite constante, de gravité modérée, avec des scores de maladie reproductibles au jour 5 post-infection, offrant une plage dynamique suffisante pour évaluer l’efficacité thérapeutique sans mortalité excessive16,19.
Traitement animal et infection cornéenne
Sous anesthésie générale (injection intrapéritonéale de kétamine 100 mg/kg et xylazine 10 mg/kg), la kératite fongique a été induite en créant trois égratignures linéaires de 1 mm sur la cornée centrale à l’aide d’une aiguille stérile de 25G, suivies d’une application topique de 5 μL de suspension conidiale d’A. fumigatus . Les souris ont été assignées aléatoirement aux groupes de traitement (n=8 par groupe) : témoins (non infectés), témoins infectés, infectés + traitement LA (60 μmol/L localement 4 fois par jour), et infectés + traitement LA + SnPPIX (LA plus 5 mg/kg de SnPPIX intrapéritonéalement par jour). L’évaluation clinique et la collecte de tissus ont été réalisées au cinquième jour post-infection.
Précautions de manipulation des animaux : Toutes les interventions impliquant des animaux anesthésiés doivent être réalisées dans des conditions aseptiques. Surveillez les animaux en continu pendant l’anesthésie pour détecter la dépression respiratoire. Éliminer la literie contaminée, les déchets chirurgicaux et les tissus infectés par autoclavage suivi d’une incinération selon les protocoles institutionnels de gestion des déchets biologiques.
Culture cellulaire et traitement
Les cellules épithéliales cornéennes humaines (HCEC) ont été obtenues à partir de l’ATCC et maintenues dans un milieu DMEM/F-12 complété avec 10 % de sérum bovin fœtal, 1 % de pénicilline-streptomycine et 1 % de L-glutamine à des concentrations équimolaires à 37 °C dans une atmosphère humidifiée de 5 % de CO₂. Les cellules étaient subcultivées tous les 3 à 4 jours après avoir atteint une confluence de 80 % à 90 % et utilisées entre les passages 3 à 8 pour assurer la cohérence. Pour les traitements expérimentaux, les cellules ont été semées à 5 x 10⁴ cellules par puits dans des plaques appropriées et laissées adhérer pendant 24 heures avant le traitement. Pour toutes les expériences mécanistiques in vitro , les cellules ont d’abord été exposées aux conidies d’Aspergillus fumigatus à une multiplicité d’infection (MOI) de 10:1 pendant 4 heures pour établir l’infection, suivies de l’ajout de LA (60 μM), ML385 (5 μM) ou SnPPIX (1 μM) seul ou en combinaison pendant 24 heures supplémentaires avant la collecte de l’échantillon. Cette conception séquentielle permet d’évaluer les effets thérapeutiques de l’AL sur le défi fongique établi plutôt que sur un traitement prophylactique.
Évaluation de la viabilité cellulaire (analyse CCK-8)
La viabilité cellulaire a été évaluée à l’aide du Kit de comptage cellulaire-8 (CCK-8). Les cellules ont été ensemées dans des plaques à 96 puits à 5 x 104 cellules par puits et incubées pendant 24 heures avant traitement. Après exposition au médicament, 10 μL de solution de CCK-8 ont été ajoutés à chaque puits, et les plaques ont été incubées pendant 2 heures à 37 °C. L’absorbance a été mesurée à 450 nm à l’aide d’un lecteur de microplaques multimode. Chaque condition expérimentale a été réalisée en octuplicate, et les expériences ont été répétées trois fois indépendamment. La concentration de contrôle des véhicules (DMSO) a été maintenue en dessous de 0,1 % afin d’éviter les effets cytotoxiques.
Extraction d’ARN et PCR quantitative en temps réel
L’ARN total a été isolé à partir de cellules cultivées et de tissus cornéens à l’aide du kit RNeasy Mini selon le protocole du fabricant. Les échantillons de tissu ont été homogénéisés dans un tampon RLT à l’aide d’un homogénéiseur tissulaire pendant 2 minutes à 50 Hz. La qualité et la concentration d’ARN ont été évaluées à l’aide d’un spectrophotomètre, avec des échantillons présentant des rapports 260/280 de 1,8-2,0 utilisés pour l’analyse en aval. La synthèse d’ADNc de première brin a été réalisée à l’aide du kit de transcription inverse à haute capacité d’ADNc, avec 1 μg d’ARN total par réaction. La PCR quantitative a été réalisée en utilisant un mélange maître qPCR à base de SYBR Green sur un système de PCR en temps réel, avec une dénaturation initiale à 95 °C pendant 2 minutes, suivie de 40 cycles à 95 °C pendant 15 s et 60 °C pendant 1 minute. Une analyse de la courbe de fusion a été réalisée pour vérifier la spécificité de l’amplicon. Tous les amorces ont été validés pour leur efficacité (90 %-110 %) et leur spécificité avant utilisation. L’expression relative de l’ARNm a été calculée à l’aide de la méthode 2(-ΔΔCT) avec GAPDH comme gène de référence.
Extraction des protéines et analyse du Western blot
Pour l’extraction totale des protéines, les cellules et tissus ont été lysés dans un tampon RIPA complété avec des cocktails inhibiteurs de protéase et de phosphatase. Les fractions protéiques nucléaires et cytoplasmiques ont été préparées à l’aide des réactifs d’extraction nucléaire et cytoplasmique NE-PER selon le protocole du fabricant. Les concentrations de protéines ont été déterminées à l’aide du test de Bradford. Des quantités égales de protéines (30-50 μg) ont été séparées par SDS-PAGE et transférées dans les membranes PVDF. Après un blocage avec 5 % de lait écrémé dans une solution saline tamponnée contenant 0,1 % Tween-20 pendant 1 heure, les membranes ont été incubées avec des anticorps primaires toute la nuit à 4 °C, suivies d’anticorps secondaires conjugués à HRP appropriés pendant 1 heure à température ambiante. Les bandes protéiques ont été visualisées à l’aide d’un réactif chimiluminescence amélioré avec des temps d’exposition de 30 à 180 s selon l’intensité du signal. Les bandes ont été quantifiées à l’aide du logiciel ImageJ, la β-actine servant de contrôle de charge pour les protéines totales et la lamin B1 pour les protéines nucléaires.
Évaluation clinique et analyse histologique
La gravité de la maladie cornéenne a été évaluée à l’aide d’un système de notation clinique standardisé basé sur des protocoles établis pour la kératite fongiquemurine 22. Le système de notation évalue trois paramètres sur une échelle de 0 à 4 : l’opacité cornéenne (0 = clair, 4 = complètement opaque), l’irrégularité de surface (0 = lisse, 4 = ulcération sévère avec perforation) et la réponse inflammatoire (0 = pas d’infiltré, 4 = infiltration dense avec hypopyon), donnant des scores totaux de 0 à 12. Toutes les évaluations cliniques ont été réalisées par deux observateurs indépendants qui ont été masqués pour des affectations de groupe de traitement, avec un accord inter-observateurs dépassant 90 %. Des photographies cornéennes ont été prises à l’aide d’un biomicroscope à lampe à fente équipé d’un appareil photo numérique. Pour l’analyse histologique, les yeux ont été nucléés, fixés dans 4 % de paraformaldéhyde, incorporés dans la paraffine, et sectionnés à une épaisseur de 5 μm. Les coupes ont été colorées à l’hématoxyline et à l’éosine pour une évaluation morphologique générale.
Dosage immunosorbant lié aux enzymes (ELISA)
Les niveaux sécrétés d’IL-1β et de TNF-α dans les surnadants en culture cellulaire et les homogénéats de tissu cornéen ont été quantifiés à l’aide de kits ELISA commerciaux selon les instructions du fabricant. Des surnadants en culture cellulaire ont été prélevés après 24 heures de traitement, tandis que les tissus cornéens ont été homogénéisés dans des inhibiteurs de protéases contenant des PBS. Les échantillons ont été centrifugés à 12 000 x g pendant 10 minutes à 4 °C, et des surnatants ont été utilisés pour l’analyse ELISA. Tous les échantillons ont été analysés en double, et les concentrations de cytokines ont été calculées à partir de courbes standard.
Analyse statistique
Toutes les expériences ont été réalisées avec des réplications biologiques appropriées (n ≥6 pour les études in vitro , n = 8 pour les études animales) et répétées au moins 3 fois indépendamment. Les données sont présentées comme moyenne ± erreur standard de la moyenne (MEB). L’analyse des données a été réalisée à l’aide de GraphPad Prism version 9.0. Plus précisément, nous avons utilisé la fonction du test de normalité (Shapiro-Wilk) pour évaluer la distribution des données, l’ANOVA unidirectionnelle avec le test de comparaison multiple de Tukey pour les expériences avec plus de deux groupes, et le test t de Student non apparié pour les comparaisons à deux groupes. Les graphiques étaient générés sous forme de graphiques à barres groupés avec des points de données individuels superposés sous forme de nuages de points, avec des barres d’erreur représentant l’erreur standard de la moyenne.