Enquêter sur les altérations dans le microbiote de Caecum après une lésion cérébrale traumatique chez les souris
19 septembre 2019
Présenté ici est un protocole pour induire des lésions cérébrales traumatiques diffuses à l'aide d'un dispositif de percussion de fluide latéral suivi de la collecte de la teneur en caecum pour l'analyse du microbiome intestinal.
La simultanéité et les interactions des lignes entre le cerveau et le microbiote intestinal restent inconnues. Utilisez cette technique, les altérations du microbiote intestinal après des lésions cérébrales traumatiques chez la souris peuvent être examines. Le principal avantage de cette technique est qu’elle est relativement simple et efficace.
Nous vous montrerons que nous serons Wendong You, un étudiant diplômé de mon laboratoire. Pour l’induction traumatique de lésion cérébrale, confirmez un manque de réponse au pincement d’onteil dans une souris anesthésiée, et appliquez l’onguent aux yeux de l’animal. Après le rasage, désinfecter la peau exposée du cuir chevelu avec 70% d’éthanol avant d’inciser le cuir chevelu dans un plan sagittal.
À l’aide de forceps, rétracter l’incision des deux côtés et séparer légèrement le périoste. Utilisez un marqueur pour dessiner un cercle de trois millimètres de diamètre sur la zone pariétale droite du crâne à deux millimètres de la ligne médiane. Utilisez une perceuse électrique pour pénétrer soigneusement le crâne sans endommager le dura.
Retirez le rabat d’os pour exposer une fenêtre d’os de trois millimètres et placez une canule de dommages en plastique au-dessus de la craniotomie. Après avoir cimenté la canule au crâne avec de l’acrylique dentaire, utilisez une seringue de cinq millilitres pour remplir la canule d’une solution saline stérile de 0,9 % normale, en prenant soin d’éviter les bulles. Allumez l’oscilloscope et l’amplificateur.
Confirmez que le tube à haute pression du dispositif latéral de blessure de percussion de fluide est exempt des bulles d’air, et livrez environ 10 impulsions d’essai, jusqu’à ce que l’appareil donne un signal régulier. Ajustez l’angle de la position de départ du pendule pour atteindre une intensité d’impulsion d’environ deux atmosphères standard et reliez la canule de blessure au dispositif latéral de blessure de percussion de fluide. A appuyer sur la gâchette pour libérer le pendule, induisant les lésions cérébrales.
Ensuite, obtenir et transmettre une impulsion à la dura à travers l’ensemble fermé, système de tubes remplis de liquide. Après l’induction des lésions cérébrales, retirer la canule et suture de l’incision. Placez ensuite la souris sur un coussin chauffant avec surveillance jusqu’à ce qu’elle soit ambulatoire, avant de retourner l’animal dans sa cage d’origine avec un accès ad libitum à la nourriture et à l’eau.
Aux points de temps expérimentaux indiqués, exposez les intestins selon les protocoles standard et utilisez des forceps atraumatiques pour séparer doucement le caecum des autres voies intestinales. Lorsque le tissu a été localisé, couper le caecum avec des ciseaux pointus et extraire manuellement le contenu du caecum sur une vinaigrette stérile. Transférez ensuite le contenu dans un tube de microcentrifugeuse de 1,5 millilitre, pour un stockage de moins 80 degrés Celsius jusqu’à l’analyse du microbiome.
Le séquençage recombinant d’ADN 16S démontre une diversité réduite dans le microbiote de caecum chez les souris trois jours après des dommages traumatiques de cerveau, avec le taxa le plus abondant dans le contenu de caecum des groupes faux et traumatiques de dommages de cerveau montrés dans la figure. En outre, l’échelle multidimensionnelle non métrique révèle des changements dans la composition du microbiote de caecum après des dommages traumatiques de cerveau. N’oubliez pas de garder le dura intact lors du perçage du crâne, et d’être doux lors de la localisation et la séparation du caecum d’autres voies intestinales.
Après cette procédure, l’hématoxyline et la coloration et l’analyse de l’éosine peuvent être effectuer pour examiner le changement histologique et la réponse inflammatoire dans les voies intestinales après des lésions cérébrales traumatiques.
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Aperçu
Cette étude présente un protocole permettant d'induire une lésion cérébrale traumatique (TBI) diffuse à l'aide d'un dispositif de percussion liquidienne latérale chez la souris. Après la lésion, l'étude examine les modifications du microbiote intestinal en prélevant les contenus cæcaux pour analyse. Cette approche vise à élucider les interactions entre la lésion cérébrale et la composition du microbiote intestinal.
Composantes clés de l'étude
Domaine scientifique
- Neurosciences
- Analyse du microbiome
- Recherche sur les traumatismes crâniens
Contexte
- Comprendre les relations entre le cerveau et le microbiote intestinal est essentiel dans la recherche sur les traumatismes crâniens.
- Les connaissances actuelles sur la manière dont le traumatisme crânien affecte le microbiote intestinal sont limitées.
- L'utilisation de souris comme organisme modèle permet de contrôler les conditions expérimentales.
Objectif de l'étude
- Développer un protocole fiable pour induire un traumatisme crânien et analyser les modifications ultérieures du microbiome intestinal.
- Étudier d'éventuelles corrélations entre la lésion neurologique et la diversité de la microflore intestinale.
- Fournir des éclairages sur les effets du traumatisme crânien sur la santé globale et les interactions avec le microbiome.
Méthodes utilisées
- Un dispositif de percussion fluidique latérale a été utilisé pour induire un traumatisme crânien chez des souris anesthésiées.
- Des procédures chirurgicales minutieuses ont été réalisées, incluant la pénétration du crâne et l'implantation d'une canule.
- Après la lésion, les contenus du caecum ont été collectés pour une analyse du microbiome et correctement stockés.
- Un séquençage de l'ADNr 16S a été employé pour déterminer les modifications de la diversité et de la composition du microbiote.
Résultats principaux
- L'analyse a révélé une réduction de la diversité du microbiote du caecum dans les trois jours suivant le traumatisme crânien.
- Le recentrage multidimensionnel non métrique a mis en évidence des modifications significatives de la composition du microbiote après la lésion.
- L'étude souligne la nécessité de faire preuve de prudence lors de la manipulation des tissus et du maintien de conditions stériles.
Conclusions
- La présente étude établit une méthodologie pour explorer l'axe intestin-cerveau dans le contexte du traumatisme crânien (TBI).
- Les résultats suggèrent que le TBI pourrait perturber le microbiote intestinal, ce qui pourrait avoir des répercussions sur la récupération.
- Une meilleure compréhension des interactions entre l'intestin et le cerveau pourrait orienter les stratégies thérapeutiques futures pour le TBI.
Questions fréquemment posées
Pertinence professionnelle pour l'industrie
Ce protocole permet une déminution des risques mécanistiques liée à l'axe microbiote-intestin-cerveau dans la recherche sur les traumatismes crâniens en fournissant un modèle reproductible pour évaluer les altérations du microbiome après une lésion. Il facilite la validation de cibles thérapeutiques et la découverte de biomarqueurs en reliant le traumatisme neurologique à des modifications quantifiables de la composition du microbiote du caecum. Cette approche renforce la fiabilité prédictive des études précliniques en standardisant l'induction du TBI et les protocoles d'échantillonnage du microbiome.
Applications stratégiques en recherche et développement en biopharmaceutique
Découverte précoce et validation de cibles
- Valeur scientifique : Permet d'étudier les hypothèses relatives à l'axe intestin-cerveau en mesurant les changements de la diversité du microbiote après une induction contrôlée d'un traumatisme crânien.
- Valeur opérationnelle : Fournit une procédure chirurgicale et d'échantillonnage standardisée pour une collecte cohérente du microbiote cæcal au sein des différents groupes expérimentaux.
Développement de tests et criblage
- Valeur scientifique : Génère des données quantitatives de séquençage de l'ADNr 16S afin de caractériser les modifications compositionnelles microbiennes dans les échantillons de caecum.
- Valeur opérationnelle : Met en place un protocole reproductible d'analyse du microbiome pouvant être intégré à des chaînes de criblage pour des thérapeutiques ciblant l'intestin.
Recherche translationnelle et préclinique
- Valeur scientifique : Permet la modélisation de systèmes pertinents pour les maladies en corrélant la gravité du traumatisme crânien avec des altérations du microbiome dans un modèle murin.
- Valeur opérationnelle : Permet le suivi longitudinal des modifications de la microflore afin d'éclairer les décisions d'avancement ajustées au risque dans les programmes précliniques.
Intégration du pipeline et du flux de travail
La méthode relie la biologie de la découverte et la validation préclinique en standardisant l'induction des lésions cérébrales traumatiques et l'analyse du microbiome intestinal pour la déminution des risques liés à la cible.
- Biologie de la découverte : Facilite la vérification d'hypothèses sur les interactions microbiote-intestin-cerveau grâce à des lésions contrôlées et un profilage du microbiome.
- Écrantage : Fournit des échantillons normalisés de microbiote du caecum adaptés à un séquençage 16S en aval et à l'analyse de la diversité.
- Analytique : Permet une comparaison quantitative de la composition microbienne par échelonnement multidimensionnel non métrique et par des indicateurs de diversité.
- Recherche translationnelle : Relie les modèles de lésions neurologiques à des biomarqueurs du microbiome pour assurer une continuité préclinique.
- Réutilisation en entreprise : Met en place une plateforme réutilisable pour l'étude de la modulation de l'axe intestin-cerveau dans des modèles de maladies neurologiques.
Impact opérationnel et organisationnel
- Valeur scientifique : Réduit l'ambiguïté mécanistique dans la recherche sur l'axe intestin-cerveau en fournissant des données quantifiables sur la microbiote après un traumatisme crânien.
- Valeur opérationnelle : Assure la reproductibilité grâce à des protocoles standardisés de chirurgie, d'échantillonnage et de séquençage.
- Valeur stratégique : Améliore les décisions d'aller/arrêt en reliant les modèles de traumatisme crânien à des signatures de biomarqueurs fondées sur le microbiome.
- Impact sur le portefeuille : Soutient la priorisation ajustée au risque de composés ciblant les interactions intestin-cerveau dans la récupération après un traumatisme crânien.
Considérations relatives à la mise en œuvre
- Nécessite une expertise en chirurgie murine et en manipulation stérile des tissus.
- Dépend de l'accès à des dispositifs de percussion latérale dans un fluide et à une infrastructure de séquençage de l'ADN ribosomique 16S.
- Implique une standardisation interéquipes entre les groupes d'analyse en neurosciences et en microbiome.
- Implique des adaptations pour l'échantillonnage du caecum selon différentes souches de souris ou modèles de lésion.
- Limité par la nécessité d'une technique aseptique lors de la dissection des tissus intestinaux afin d'éviter toute contamination.
