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Les neurones en développement étendent les processus cytoplasmiques de leurs corps cellulaires par la croissance des neurites pour développer des dendrites et des axones, qui sont essentiels à la communication entre neurones.
Pour étudier l’effet d’une protéine cible sur la croissance des neurites, prenez une plaque multipuits avec une lamelle enrobée de poly-D-lysine à sa base. La surface de la lamelle présente une culture adhérente de neurones corticaux primaires dérivés du cerveau embryonnaire du rat.
Traitez les neurones avec un mélange contenant deux types de plasmides : un plasmide EGFP codant pour une protéine fluorescente verte améliorée et un second plasmide codant pour la protéine cible dans un réactif de transfection approprié.
Le réactif de transfection facilite l’entrée des plasmides dans les cellules.
Après la transfection, les deux plasmides sont exprimés, produisant des protéines fluorescentes vertes et des protéines cibles. L’expression de l’EGFP confère une fluorescence verte aux cellules co-transfectées.
Les protéines cibles ayant un potentiel de stimulation de l’excroissance des neurites initient la signalisation cellulaire, ce qui favorise la réorganisation du cytosquelette et conduit au développement des projections neuronales et de leurs extensions.
Aspirez le milieu épuisé et fixez les cellules avec du paraformaldéhyde. Contre-colorez les cellules à l’aide d’anticorps anti-protéine cible marqués à fluorescence rouge qui se lient spécifiquement aux protéines cibles exprimées et confèrent une fluorescence rouge supplémentaire aux cellules.
Retirez la lamelle de la plaque de culture et observez-la au microscope à fluorescence.
Les cellules co-transfectées présentant un signal de fluorescence bicolore présentent des processus neuronaux plus longs que les cellules dépourvues de fluorescence rouge, confirmant l’effet stimulant de la protéine cible sur la croissance des neurites.
Après deux jours à 37 degrés Celsius et 5 % de dioxyde de carbone, diluez l’ADN plasmidique de l’EGFP et de la protéine cible et le réactif de transfection dans deux tubes séparés de 1,5 millilitre, puis mélangez-les ensemble. Transfectez les cellules avec la construction EGFP en ajoutant le mélange de transfection dans les puits.
Après 24 heures, lavez les cellules avec 37 degrés Celsius PBS et fixez-les avec 4 % de paraformaldéhyde dans PBS pendant 10 minutes dans l’obscurité à température ambiante.
À la fin de l’incubation, laver les cellules fixées trois fois avec du PBS frais par lavage, et ajouter un volume minimal de milieu de montage par fluorescence sur une lame de verre de microscope, par échantillon. Ensuite, transférez soigneusement les lamelles revêtues sur le support de montage, les échantillons faisant face aux lames de verre.
Pour imager la croissance des neurites, sélectionnez l’objectif 40x sur un microscope épi-fluorescent et cliquez sur « Démarrer » pour capturer des images d’au moins 40 neurones EGFP positifs intacts par transfection.
Lorsque tous les nouveaux droits ont été imagés, ouvrez les images capturées dans ImageJ avec le plug-in NeuronJ et mesurez la longueur du neurite le plus long de chaque neurone, du corps cellulaire à l’extrémité du cône de croissance. Ensuite, analysez les données obtenues avec le logiciel, pour déterminer l’effet des protéines ciblées sur la croissance des neurites.