Un modèle de rongeur induit par le TNBS pour étudier le rôle pathogène du stress mécanique dans la maladie de Crohn
1 mars 2022
Le présent protocole décrit le développement d’un modèle de colite semblable à celui de Crohn chez les rongeurs. L’inflammation transmurale entraîne une sténose au site d’instillation du TNBS et un élargissement mécanique est observé dans le segment proximal de la sténose. Ces changements permettent d’étudier le stress mécanique dans la colite.
Ainsi, dans notre protocole, l’instillation intra-colique de TNBS conduit à une inflammation transmurale au site d’instillation et à la distension mécanique dans le segment proximal à l’inflammation. Cela imite donc la maladie de Crohn sténotique. Comme le segment proximal est distendu mécaniquement mais ne montre pas d’inflammation visible, une étude comparative du segment proximal et du site d’inflammation aide à déterminer si le stress mécanique joue un rôle dans la colite de Crohn.
Les études précédentes se concentrent uniquement sur le site de l’inflammation. Notre protocole travaillant sur différents sites du modèle met en évidence un rôle critique du stress mécanique dans la maladie de Crohn, en particulier dans la maladie de Crohn sténotique. Pour commencer, placez les rats sur la table d’anesthésie en position couchée.
Pour induire la colite, insérez un cathéter en polyuréthane ouvert de qualité médicale à travers l’anus sur environ sept à huit centimètres du bord anal et instillez doucement le TNBS dans le côlon. Administrer les rats témoins simulés avec 250 microlitres de solution saline. Pour faciliter la distribution du TNBS ou de la solution saline et éviter les déversements, maintenez les rats en position couchée, la tête tournée vers le bas à un angle d’environ 30 degrés, l’anus étant fermé pendant deux minutes.
Ouvrez l’abdomen du rat à l’aide de ciseaux et de pinces de qualité chirurgicale. Retirez soigneusement tout le côlon au-dessus du canal anal et transférez immédiatement le côlon dans un tampon HBSS glacé 1x. Redressez le deux-points dans la mémoire tampon et mesurez la longueur du côlon à l’aide d’une règle.
Prenez un fil de nylon et encerclez-le autour du côlon pour mesurer la circonférence externe des segments du côlon en contrôle et des rats traités au TNBS. Prenez des tissus de pleine épaisseur pour l’histologie. Coupez le côlon le long de la planche mésentérique et nettoyez soigneusement le côlon avec un tampon HBSS.
Évaluez le côlon pour le score d’inflammation macroscopique en fonction des critères prédéfinis avec un minimum de modifications. Prélever des échantillons de tissu colique de rats traités par TNBS aux sites P, I et D.Site P est la partie deux à trois centimètres avant la marge buccale du site d’inflammation. Le site I est le site d’inflammation où le TNBS est instillé, généralement à quatre à six centimètres de l’extrémité du côlon.
Enfin, le site D est la partie d’un à deux centimètres distale à la marge aborale du site d’inflammation. L’instillation intracolique de TNBS chez le rat a induit une inflammation transmurale localisée d’environ deux centimètres de long avec une paroi intestinale épaissie et une lumière rétrécie dans le site d’instillation dans le côlon distal. Le site d’instillation du TNBS a été appelé site I.As la suite d’une inflammation transmurale et d’une sténose, l’inflammation et le stress mécanique étaient présents dans le site I.La sténose du site I a entraîné une distension lumineuse marquée dans le segment proximal au site d’instillation du TNBS, appelé site P.La circonférence du côlon a été significativement augmentée dans les sites P et I par rapport au côlon témoin simulé.
Bien que distendue mécaniquement, le site P ne présentait pas d’inflammation visible. Au contraire, le segment colique distal à l’instillation de TNBS appelé site D ne présentait ni inflammation ni distension mécanique. Le score macroscopique de l’inflammation au site I chez les rats traités par TNBS a été considérablement augmenté par rapport aux témoins simulés dans les sites P et D des rats colites.
Les scores d’inflammation dans les sites P et D n’ont pas été significativement augmentés par rapport à sham. Il est donc important d’étudier non seulement le site I, mais aussi les sites P et D du modèle, car cela aide à reconnaître l’importance pathogène du stress mécanique dans la maladie de Crohn. Pour déterminer davantage si le stress mécanique est un facteur pathogène dans l’inflammation intestinale, on peut également essayer de libérer la distension mécanique en nourrissant les animaux exclusivement avec un régime liquide et voir si cela aide à l’inflammation et à la fonction intestinale.
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Aperçu
Ce protocole décrit l'élaboration d'un modèle de colite similaire à la maladie de Crohn chez les rongeurs, en mettant l'accent sur l'inflammation transmurale et le stress mécanique. Il permet d'étudier les modifications mécaniques associées à la colite, notamment dans les conditions sténosantes.
Composantes clés de l'étude
Domaine scientifique
- Neurosciences
- Gastro-entérologie
- Maladie inflammatoire de l'intestin
Contexte
- La maladie de Crohn est caractérisée par une inflammation transmurale.
- Le stress mécanique pourrait jouer un rôle important dans la progression de la maladie.
- Les études antérieures se sont principalement concentrées sur les sites d'inflammation.
- Ce modèle permet des études comparatives entre les segments atteints et non atteints.
Objectif de l'étude
- Développer un modèle rongeur qui imite la maladie de Crohn sténosante.
- Étudier le rôle du stress mécanique dans la colite.
- Comparer les modifications mécaniques entre les segments inflammés et non inflammés.
Méthodes utilisées
- Instillation intra-colonique de TNBS pour induire une inflammation.
- Évaluation de la distension mécanique dans les segments proximaux.
- Analyse comparative entre les zones inflammées et non inflammées.
- Utilisation d'anesthésie pour la préparation des rongeurs.
Résultats principaux
- Une inflammation transmurale a été induite avec succès au site du TNBS.
- Un étirement mécanique a été observé dans le segment proximal.
- Les résultats suggèrent un rôle critique du stress mécanique dans la maladie de Crohn.
- Le modèle met en évidence l'importance de l'étude de différents sites anatomiques.
Conclusions
- Le modèle développé est efficace pour l'étude de la colite de type maladie de Crohn.
- Le stress mécanique pourrait contribuer à la pathologie de la maladie.
- De futures études devraient explorer les implications de ces résultats.
Questions fréquemment posées
Pertinence sectorielle pour les professionnels
Comprendre le rôle indépendant du stress mécanique dans la pathogenèse de la maladie de Crohn est essentiel pour réduire les risques lors de la découverte précoce et de la validation des cibles dans le développement de médicaments pour les MICI. Le modèle rongeur induit par le TNBS permet une dissection précise des facteurs mécaniques par rapport aux facteurs inflammatoires, renforçant la fiabilité prédictive de la recherche translationnelle et du tri des portefeuilles pour les stratégies anti-fibrosantes et anti-sténosantes.
Applications stratégiques en recherche et développement biopharmaceutique
Début de la découverte et validation de la cible
- Permet d'étudier le stress mécanique comme facteur pathogène indépendant dans la maladie de Crohn.
- Permet une validation fonctionnelle des cibles en distinguant les contributions mécaniques des contributions inflammatoires à la fibrose et à la sténose.
- Facilite la réduction des risques mécanistiques pour de nouvelles hypothèses thérapeutiques ciblant le remodelage tissulaire.
Développement de criblages et de tests
- Offre un système in vivo validé pour l'évaluation quantitative de l'expression génique, de la réponse immunitaire et de la fibrose dans des conditions mécaniques définies.
- Permet la mesure reproductible de l'inflammation macroscopique et de la distension mécanique à différents sites anatomiques.
- Facilite la standardisation des tests en vue de l'évaluation de composés ciblant les voies de stress mécanique.
Recherche translationnelle et préclinique
- Aligne les modèles précliniques avec les caractéristiques pathologiques pertinentes de la maladie de Crohn, notamment l'inflammation transmurale et la sténose luminaire.
- Permet une continuité allant de la découverte à la validation préclinique d'interventions anti-fibrosantes et anti-sténosantes.
- Offre des opportunités de biomarqueurs translationnels en corrélant le stress mécanique avec l'expression génique et le remodelage tissulaire.
Intégration des pipelines et des flux de travail
Ce modèle fait le lien entre la découverte précoce et la validation préclinique en permettant la vérification d'hypothèses sur le stress mécanique dans la MII, soutenant ainsi l'identification de candidats prometteurs et les décisions d'avancement ajustées au risque.
- Biologie de la découverte : Analyse la signification pathogène du stress mécanique par rapport à l'inflammation dans la maladie de Crohn.
- Dépistage : Fournit des mesures quantitatives spécifiques au site pour l'inflammation, la fibrose et la distension mécanique.
- Analytique : Permet une analyse comparative de l'expression génique et de la réponse immunitaire selon des sites anatomiques définis.
- Recherche translationnelle : Modélise des caractéristiques cliniquement pertinentes pour l'évaluation préclinique de stratégies anti-fibrosantes.
- Réutilisation en entreprise : Met en place une plateforme réutilisable pour des études mécanistiques et le criblage de composés en recherche sur les MICI.
Impact opérationnel et organisationnel
- Valeur scientifique : Accroît la confiance prédictive dans la validation des cibles et la réduction des risques mécanistiques pour la maladie de Crohn.
- Valeur opérationnelle : Standardise l'évaluation in vivo des facteurs mécaniques et inflammatoires dans les modèles de MICI.
- Valeur stratégique : Éclaire les décisions de poursuite ou d'abandon pour les candidats médicaments anti-fibrosants et anti-sténosants.
- Impact sur le portefeuille : Soutient la priorisation ajustée au risque des actifs de découverte et précliniques ciblant le remodelage tissulaire.
Considérations relatives à la mise en œuvre
- Nécessite une expertise en chirurgie sur rongeurs et en modélisation de la colite.
- Exige un accès à une infrastructure analytique histologique, moléculaire et macroscopique.
- Implique une standardisation interéquipes des protocoles d'évaluation de l'inflammation et de prélèvement tissulaire.
- Une adaptation peut être nécessaire pour d'autres souches de rongeurs ou pour des modèles pertinents pour les MICI.
- La quantification du stress mécanique est limitée à des sites anatomiques définis et pourrait ne pas rendre compte des effets systémiques.
