Imagerie de la vidéo et cartes spatiotemporelles d'analyser motilité gastro-intestinale chez la souris

L'objectif général de cette technique est d'identifier les modifications de la régulation neuronale de la motilité colique chez la souris à l'aide d'un enregistrement vidéo. Cette technique peut aider à répondre à des questions clés dans le domaine des neurosciences entériques, telles que savoir si des mutations génétiques subtiles dans des gènes neuronaux affectent la motilité colique. Le principal avantage de cette méthode est que le tissu est isolé, sans influence du système nerveux central, ce qui permet d'étudier le rôle du système nerveux entérique dans le contrôle de la motilité gastro-intestinale.

Cette technique s'étend à la thérapie des maladies neurodéveloppementales telles que l'autisme, car des mutations génétiques modifiant la fonction synaptique dans le cerveau pourraient également altérer la motilité intestinale. Commencez par utiliser des pinces chirurgicales et des ciseaux pour pratiquer une incision à travers l'épiderme recouvrant les couches musculaires abdominales inférieures. Ouvrez la cavité abdominale en suivant la ligne médiane jusqu'au sternum.

Humidifiez le tissu avec du sérum physiologique et utilisez la pince pour soulever délicatement le cæcum de quatre à cinq centimètres au-dessus de l'abdomen. Ensuite, à l’aide de ciseaux fins pour dissection, retirez le mésentère en prenant soin de ne pas toucher, étirer ou couper le tissu gastro-intestinal. Retirez la vessie, les testicules et tout autre tissu excédentaire.

Ensuite, à l’aide de ciseaux de dissection grossiers, effectuez deux incisions verticales d’environ 0,5 centimètre du côté médian dans l’os pelvien de chaque côté du côlon, puis utilisez les ciseaux fins pour détacher le rectum des tissus pelviens adjacents. Retirez le mésentère du côlon et rincez le tissu colique en longueur complète dans un bécher contenant une solution saline physiologique. Pour éliminer les granulés fécaux et autres contenus intestinaux, coupez d’abord environ un centimètre à l’extrémité d’une pipette de 200 microlitres et fixez la pipette à une seringue de cinq millilitres remplie de solution saline physiologique.

Ensuite, après avoir retiré le caecum et le rectum, insérez une épingle à insecte à l'extrémité la plus proximale du côlon, là où les stries de la muqueuse sont visibles, afin d'orienter le tissu. Maintenant, saisissez délicatement le tissu à l'extrémité proximale et insérez la pointe de la pipette dans la lumière, puis faites passer la solution saline à travers le côlon dans un récipient de déchets. Ensuite, à l'aide de la même seringue et de la même pointe de pipette, rincez tout débris présent dans le tube relié à un bain d'organes à deux chambres à l'aide d'une solution saline physiologique fraîche.

Régler le bain d'organes de manière à ce que les chambres soient continuellement perfusées avec une solution saline physiologique saturée en carbogène, et utiliser une sonde de température pour vérifier régulièrement que la température de la solution saline reste comprise entre 33 et 37 degrés Celsius. Utiliser un bouchon en caoutchouc traversé au centre par un tube en verre de cinq millimètres de diamètre intérieur afin de maintenir la pression dans le réservoir d'entrée. Ensuite, plonger complètement un fragment de colon mesurant cinq à sept centimètres dans la chambre du bain d'organes, puis utiliser une pince et du fil de coton standard pour canuler l'extrémité proximale du colon sur le tube d'entrée et l'extrémité distale du colon sur le tube de sortie.

Après avoir déterminé la distance de base entre les canulations proximale et distale du côlon, équilibrez le tissu dans une solution saline physiologique pendant 30 minutes. Pour enregistrer les mouvements intestinaux, pendant que le côlon s'acclimate, placez une caméra vidéo à 10 à 15 centimètres au-dessus du bain d'organe sur un support universel de laboratoire standard, puis configurez le logiciel approprié d'acquisition vidéo. Lorsque la caméra est prête, enregistrez quatre segments vidéo de 15 minutes chacun du côlon dans des conditions de contrôle.

Ensuite, perfuser le médicament d'intérêt dans le bain d'organe pendant 30 à 60 minutes, en capturant quatre nouveaux segments vidéo de 15 minutes chacun. Enfin, remplacer la solution de traitement par du sérum physiologique frais et enregistrer quatre autres segments vidéo de 15 minutes chacun pendant la période de lavage d'une heure. Des cartes spatiotemporelles du côlon, en réponse aux différentes périodes de traitement, peuvent alors être générées.

Pour évaluer si des mutations synaptiques modifient les complexes moteurs migrants coliques, ou CMMC, lorsque le système nerveux entérique est perturbé pharmacologiquement, dans cette expérience, l'antagoniste des récepteurs 5-HT3 et 4, la tropisetron, a été ajouté à la chambre de bain d'organe contenant la préparation colique. En présence de tropisetron, les souris NL3R451C ont présenté une diminution de la fréquence des CMMC par rapport à leurs congénères de type sauvage. Bien qu'aucune différence significative n'ait été observée entre la contractilité des souris de type sauvage et celle des souris NL3R451C dans des conditions contrôlées, la tropisetron a réduit de manière significative la fréquence des CMMC chez les souris de type sauvage comme chez celles de génotype NL3R451C.

De plus, le tropisétron a exercé un effet plus marqué sur la fréquence des CMMC chez les souris NL3R451C par rapport aux animaux de type sauvage. Une fois maîtrisée, cette technique peut être réalisée en quatre heures si elle est effectuée correctement. Lors de la mise en œuvre de cette technique, veillez à ce que le bain d'organes soit maintenu à une température constante, qu'il reçoive un apport continu de carbogène et que le débordement de solution saline physiologique soit évité grâce à un système sous vide.

Après avoir suivi cette procédure, d'autres techniques telles que l'immunocytochimie peuvent être réalisées afin de répondre à des questions supplémentaires, comme la présence de modifications dans les proportions neuronales ou le nombre de cellules chez des souris présentant une motilité colique altérée. Depuis son développement, cette méthode a permis une variété d'études sur la motilité intestinale chez le cobaye et le lapin, le rat et d'autres espèces, et plus particulièrement dans ce cas chez la souris. Après avoir visionné cette vidéo, vous devriez avoir une bonne compréhension de la manière d'identifier les modifications dans la régulation neuronale de la motilité colique à l'aide de l'imagerie vidéo.