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La contractilité des vaisseaux lymphatiques cervicaux (cLV) joue un rôle clé dans le drainage cérébral et l’élimination lymphatique de ses tissus des métabolites et toxines 1,2,3. La réduction de cette fonction principale des cLV conduit à la suppression du nettoyage des toxines cérébrales, accompagnée de nombreuses maladies cérébrales, notamment la maladie d’Alzheimer, les traumatismes crâniens etle cancer du cerveau 4,5,6,7,8,9. Par conséquent, l’étude de la contractilité du cLV est une approche importante dans le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques pour la modulation des mécanismes régulateurs lymphatiques du drainage et du dégagement ducerveau 10,11,12.
Cette étude présente une méthode innovante pour l’imagerie à deux photons en temps réel de la contractilité du cLV et du flux lymphatique chez des souris de différents âges. Les composants importants de l’installation incluent un micro coussin chauffant qui, une fois fixé au cou de l’animal, permet un temps d’imagerie prolongé allant jusqu’à 5 heures tout en maintenant l’activité contractile des vaisseaux lymphatiques collecteurs et la stabilité du flux lymphatique.
Il convient de noter que, contrairement au système circulatoire sanguin, rempli de sang qui circule à une certaine vitesse (de 10 mm/s dans les artérioles à 13 cm/s dans le sinus sagittal chez l’humain) à travers divers types de vaisseaux sanguins, le remplissage des vaisseaux lymphatiques dépend du gradient de pression croissant entre les vaisseaux lymphatiques vides et du volume de liquide interstitiel généré pendant lemétabolisme 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19. Parallèlement, le flux lymphatique dans les vaisseaux lymphatiques est intermittent, variant de 0 à 1 mm/s 20,21,22. Des études récentes d’IRM chez l’humain ont montré que le flux lymphatique dans les vaisseaux lymphatiques méningés (MLV) est de 1 à 3 mm23. Cependant, il convient de noter que même chez une seule personne, le flux lymphatique dans les VLM varie selon les moments de la journée et peut tomber jusqu’à 0. Ainsi, le flux lymphatique dans les vaisseaux lymphatiques est incohérent car il dépend du rythme des processus métaboliques, qui à son tour dépend de la température24. En effet, la vitesse d’une réaction biochimique est profondément et directement influencée par la température, ce qui pourrait donc aussi exercer un effet significatif sur les contractions spontanées des vaisseaux lymphatiques et ainsi modifier le drainage et le transportlymphatiques 24,25,26.
Par conséquent, maintenir la température corporelle est une condition importante pour préserver l’environnement physiologique des vaisseaux lymphatiques afin de soutenir une contractilité normale et un flux lymphatique. Cependant, l’utilisation de plaques chauffantes disponibles dans le commerce ne garantit pas le maintien de la température nécessaire dans les zones profondes et optiquement accessibles du cou où se trouvent les cLV. Cela est particulièrement important pour l’imagerie à deux photons de la contractilité du cLV et du flux lymphatique, car cela se fait dans des salles expérimentales froides avec une température ambiante de 19 °C, requise pour cette techniqueoptique 27.
À cet égard, dans la grande majorité des études in vivo, la contractilité des vaisseaux collecteurs lymphatiques utilisant des plaques chauffantes commerciales est limitée à 3 à 5 minutes (l’effet maximal est généralement observé en quelquessecondes 3,28,29,30,31,32,33,34,35,36,37 ,38, après quoi le remplissage lymphatique et la contractilité diminuent. Cette approche limite considérablement le temps d’observation de la physiologie des vaisseaux lymphatiques et rend impossible l’évaluation des effets à long terme sur leur contractilité et leur flux lymphatique, ce qui nous a motivés à développer un mini-coussin chauffant adapté au cou de la souris dans le but d’augmenter la fenêtre de temps pour l’imagerie jusqu’à 5 heures en préservant la contractilité du cLV et la stabilité du flux lymphatique.
Un autre élément de la configuration est le boîtier protecteur avec système de contrôle et de positionnement de l’humidité qui permet de maintenir une visualisation stable des cLV sans immersion dans l’eau, et de préserver des images haute résolution lorsque des lentilles à immersion aérienne à longue distance corrigées pour le verre de couverture de 0,17 mm (par exemple, CFI Plan Apochromat Lambda D 10x (MRD70170) et CFI Plan Apochromat Lambda D 20x (MRD70270) sont utilisés).
La méthode proposée garantit la reproductibilité et la compatibilité avec d’autres types de microscopes à deux photons et diverses plages d’objectifs compatibles avec le boîtier, en tenant compte des caractéristiques environnementales, y compris le contrôle de la température/humidité et la distance de travail depuis la lentille, tout en maintenant des images de haute qualité avec une profondeur allant jusqu’à 500 μm et une fenêtre temporelle (jusqu’à 5 h), ce qui permet une analyse à long terme de la contractilité des cLV et du flux lymphatique de haute qualité chez la souris.
Il est important de prendre en compte la localisation anatomique des cLV près de la bifurcation de l’artère carotide, où se trouvent les barorécepteurs. L’impact mécanique sur les barorécepteurs conduit à une déstabilisation de la pression artérielle et du rythme cardiaque. Cela peut provoquer des variations significatives de la pression hydrostatique et, par conséquent, une perturbation du fluxlymphatique 39. Par conséquent, la méthode proposée inclut une description détaillée du protocole chirurgical pour l’isolement doux des cLV dans la zone profonde du cou afin d’éviter un impact mécanique sur la bifurcation de l’artère carotide voisine et les variations de la pression artérielle, ce qui peut entraîner un altération du flux lymphatique dans le cerveau et, par conséquent, un altération du flux lymphatique dans les cLV ainsi que leur contractilité.
Les résultats montrent la diminution de la contractilité du cLV liée à l’âge et sa sensibilité aux effets photostimulants thérapeutiques chez la souris. De plus, pour la première fois en observation à long terme (sur 5 heures), nous démontrons clairement que les cLV agissent comme des tunnels pour l’élimination des globules rouges du ventricule latéral droit, qui constitue une voie lymphatique importante pour le nettoyage des toxines cérébrales 1,2,3. Dans l’ensemble, la méthode d’imagerie in vivo à deux photons de la contractilité et du flux lymphatique du cLV est destinée aux études précliniques de diverses fonctions physiologiques des cLV, notamment la régulation du drainage et du dégagement du cerveau, l’élimination des métabolites et des toxines du cerveau, ainsi que pour les tests des nouvelles technologies thérapeutiques de modulation de la physiologie du cLV.