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Article de méthode

Pathologie striatale induite par les lentiviraux comme modèle préclinique des ataxies spinocérébelleuses polyglutamine

493 vues

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DOI :

10.3791/69550

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13 mars 2026

Dans cet article

Résumé

Les ataxies spinocérébelleuses à la polyglutamine sont causées par des expansions CAG produisant des protéines sujettes à l’agrégation. Ce protocole décrit la production de vecteurs, la délivrance stéréotaxique et l’analyse des inclusions et de la perte de marqueurs neuronaux, fournissant une plateforme contrôlée pour étudier les mécanismes et évaluer les thérapies ciblées pour les maladies neurodégénératives.

Résumé

Les ataxies spinocérébelleuses polyglutamine sont un groupe de six maladies neurodégénératives causées par une mutation du tractus trinucléotidique CAG dans la région codante de chaque gène causal. Cette mutation entraîne un étirement anormalement étendu de la polyglutamine dans la protéine, la rendant sujette à l’agrégation et entraînant la formation d’inclusions intraneuronales, caractéristiques de ces maladies. Les mécanismes moléculaires sous-jacents à la pathogenèse de ces maladies sont complexes et pas entièrement compris. Jusqu’à présent, ces maladies restent incurables. Comprendre les mécanismes moléculaires dans les régions cérébrales vulnérables est essentiel au développement thérapeutique. Des plateformes expérimentales flexibles et spécifiques à chaque région sont nécessaires pour tester rapidement les mécanismes et interventions sans le temps ni le coût de générer plusieurs lignées transgéniques, sans toutefois traiter la vulnérabilité sélective. Ces dernières années, nous et d’autres avons développé plusieurs modèles basés sur des lentiviraux pour étudier l’impact de l’expansion de l’expression protéique dans des régions spécifiques du cerveau. Ces modèles présentent des caractéristiques neuropathologiques et comportementales qui imitent certaines pathologies, soulignant leur importance pour comprendre la pathogenèse et développer de nouvelles stratégies thérapeutiques. Dans cet article, nous décrivons le développement d’un modèle striatal en utilisant SCA2 comme exemple. Nous mettons en avant le développement et la production de vecteurs lentiviraux, ainsi que l’injection stéréotaxique des vecteurs exprimant la forme étendue de l’ataxine-2 (la protéine responsable de la maladie). Enfin, nous caractérisons deux principales caractéristiques neuropathologiques : la formation des inclusions et la perte des marqueurs neuronaux. En fournissant une plateforme contrôlée qui reproduit ces caractéristiques pathologiques clés, ce modèle constitue un outil précieux pour disséquer les mécanismes spécifiques à la région de la neurodégénérescence et évaluer les interventions thérapeutiques ciblées.

Introduction

Les ataxies spinocérébelleuses polyglutamine (polyQ SCA) sont un groupe de six troubles neurodégénératifs autosomiques dominants causés par des expansions répétées des trinucléotidiques CAG dans divers gènes causaux, entraînant des tractus toxiques de polyglutamine (polyQ) au sein des protéinescodées 1. Parmi eux, les SCA polyQ les plus fréquents sont la maladie de Machado-Joseph et la maladie de Machado-Joseph et la maladie de Machado-Joseph les plus fréquentes. Ces troubles affectent principalement les cellules neuronales dans des régions cérébrales spécifiques, y compris le cervelet e....

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Protocole

Toutes les expériences animales ont été menées conformément aux directives Recherche animale : Reporting of In Vivo Experiments (ARRIVE) et au Guide des National Institutes of Health for the Care and Use of Laboratory Animals. La présente étude a été approuvée par la Direção-Geral da Alimentação e Veterinária (DGAV). Des souris C57BL/6J ont été utilisées dans cette étude et hébergées en groupe dans des cages standard sous un cycle de 12 heures de lumière et d’obscurité de 12 heures, avec nourriture et eau fournies à libitum.

REMARQUE : Les matériaux utilisés dans ce protocole sont décrits plus en d....

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Résultats

Cette étude a permis d’identifier avec succès l’expression de l’ataxine-2 et du DARPP-32 en utilisant le protocole actuel. Après injection stéréotaxique de vecteurs lentiviraux dans le striatum de souris C57BL/6J, une expression robuste d’ataxine-2 de type sauvage et mutante a été détectée après 12 semaines. Nous avons déjàmontré à 12 que ces constructions sont spécifiques aux neurones, ce qui transduit en moyenne 20 000 neurones parmm3. Dans n.......

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Discussion

Cet article décrit la génération d’un modèle murin lentiviral striatal pour une SCA polyQ. Il décrit également la production de vecteurs lentiviraux à haut titre codant pour la forme sauvage et étendue de la protéine causale, ainsi que l’injection bilatérale des VE dans le striatum de la souris par chirurgie stéréotaxique. De plus, il décrit la procédure de collecte du cerveau, le traitement histologique et la quantification par image des signes de la maladie. Ensemble, ces méth.......

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Déclarations de divulgation

Les auteurs ne déclarent aucun intérêt concurrent.

Remerciements

Le laboratoire de Clévio Nóbrega est financé par le projet Cure CSB, par l’Association Viljem Julijan pour les Enfants atteints de Maladies Rares (Slovénie), et par l’Institut de Recherche du Centre Biomédical de l’Algarve (ABC-Ri). Certains des auteurs de cet article disposent d’une bourse de doctorat financée par la Fundação para a Ciência e Tecnologia (FCT), avec les références suivantes : Tiago Moreira-Gomes (2022.11008.BD), Inês T Afonso (2022.10161.BD) et Rafael G Costa (2022). 11973.BD).

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Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
0,9% NaClFournisseur local—Utilisé pour la préparation des mélanges d'anesthésie et d'antagonistes
Plats de culture tissulaire de 100 mmSPL Life Sciences11090
Kit ABC (complexe Avidine-Biotine)VECTASTAIN Elite
Atipamézole (5,0 mg/mL)Fournisseur local—Antagoniste de la médetomidine
Centrifugeuse de table--
Cabine de biosécurité, Classe II (conforme BSL-2)--
Anticorps secondaire biotinylé--
Albumine sérique bovine (BSA)NZYTechMB47002
Sections cérébrales (par exemple, sections coronales de 30–40 µm) immunomarquées pour DARPP-32--
Plugin Cell Counter (FIJI)Intégré / ImageJ—Outil pour le comptage manuel des agrégats
Incubateur CO2 (37 °C, 5% CO2, humidifié)--
Station de travail informatiqueFournisseur local—Utilisé pour le traitement d'images et l'exécution des logiciels
Tubes de centrifugation ultra pour coniquesBeckman Coulter358126
Tampons de cotonFournisseur local—Utilisé pour le retrait du périoste
Cryostat avec support de disque spécimen--
DAB (Diaminobenzidine)--
Lecteur de coordonnées stéréotaxiques numériqueStoelting/WPI51725Affichage numérique pour la mesure des coordonnées
Milieu amélioré de Dulbecco pour oiseaux de type poule (DMEM, glucose élevé)Gibco/Thermo Fisher11-965-092
Éthanol 70, 96 et 100%--
Éthanol, 70%Fournisseur local—Pour la désinfection du cuir chevelu
Fentanyl (0,05 mg/mL)Fournisseur local—Composant anesthésique
Sérum bovin fœtal (FBS), inactivé par la chaleurGibco/Thermo Fisher10500064
FIJI (distribution ImageJ)NIH / ImageJhttps://fiji.sc/Logiciel open-source pour la quantification manuelle des agrégats
Pinces fines (pour la pince du doigt)Fournisseur local—Pour la surveillance de la profondeur de l'anesthésie
Flumazénil (0,1 mg/mL)Fournisseur local—Antagoniste du midazolam
Pinces et scalpelFournisseur local—Pour le retrait du périoste et l'exposition du crâne
Seringues microlitre/étanches au gaz Hamilton Séries 700/1700Hamilton / Fisher Sci.7653-01/10550203Pour le chargement de solution virale
Aiguilles Hamilton à petit moyeu amovibles (26G)Hamilton / Fisher Sci.7804-03/ 10698205Pour l'administration virale
Coussinet chauffant (pour les rongeurs)Kent Scientific / SOMNIpar exemple 04-777-177Pour maintenir la température corporelle
Cellules HEK 293T (≤ passage 10, sans mycoplasme)ATCC ou équivalentCRL-3216
Peroxyde d'hydrogène--
Logiciel IHCAggreCountFourni sur demandeN/ALogiciel interne propriétaire pour la détection et la quantification semi-automatisées des agrégats
Microscope inversé (pour la confluence cellulaire)--
Mélangeur vortex de laboratoire--
Vecteurs lentiviraux (WT et mutants)En interne / Installation centraleN/ASolution virale pour injection
L-glutamine (200 mM)Gibco/Thermo Fisher25030081
Microscope optique avec caméra (champ clair)--
Médetomidine (1,0 mg/mL)Fournisseur local—Composant anesthésique
Micro-perceuse (compatible stéréotaxique)Stoelting / Fournisseur local—Pour la craniotomie
Pompe de microinjection (par exemple, Stoelting)Stoelting/WPI53210Pompe d'infusion automatisée pour les injections virales
Micropipettes (P1000, P200, P10) et embouts--
Images de microscopie (sections IHC)Générées en interneN/AImages d'immunohistochimie à analyser
Lamelles de microtome (à profil bas, jetables)--
Midazolam (5,0 mg/mL)Fournisseur local—Composant anesthésique
Médium de montage--
Naloxone (0,4 mg/mL)Fournisseur local—Antagoniste du fentanyl
Porte-aiguille et aiguilles de dissection fines--
Sérum de chèvre normal (NGS)--
Composé O.C.T.Tissue-Tek
Pommade ophtalmique (Bepanthen Eye and Nose Ointment, 5% Dexpanthenol)Bayer11568-0053Prévient le dessèchement de la cornée pendant la chirurgie
Mélangeur orbital--
Kit ELISA p24ZeptoMetrix0801111
Parafilm--
Paraformaldéhyde (PFA)--
PBS--
PBS sans Ca2+/Mg2+, pH 7,0Gibco/Thermo Fisher10-010-031
pCMV-dR8.2AddgenePlasmid #12263
Penicilline-Streptomycine (100×)Gibco/Thermo Fisher15140122
Pentobar

Références

  1. Afonso-Reis, R., Afonso, I. T., Nóbrega, C. Current Status of Gene Therapy Research in Polyglutamine Spinocerebellar Ataxias. Int J Mol Sci. 22 (8), 4249(2021).
  2. Durr, A. Autosomal dominant cerebellar ataxias: polyglutamine expansions and beyond. Lance....

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Réimpressions et autorisations

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