Isolement simultané de types de cellules résidentes du système nerveux central chez des souris adultes atteintes d’encéphalomyélite auto-immune
6 octobre 2023
À ce jour, les protocoles d’isolement simultané de tous les principaux types de cellules résidentes du système nerveux central à partir d’une même souris sont une demande non satisfaite. Le protocole montre une procédure applicable chez les souris naïves et expérimentales atteintes d’encéphalomyélite auto-immune pour étudier les réseaux cellulaires complexes au cours de la neuroinflammation et réduire simultanément le nombre de souris requis.
Pour étudier les mécanismes moléculaires et cellulaires des maladies auto-immunes telles que la sclérose en plaques, la génération de protocoles d’isolement cellulaire reproductibles et sophistiqués est un besoin non satisfait. La plupart des technologies actuelles permettant d’isoler et d’analyser les cellules résidentes du SNC présentent de graves lacunes, telles que le fait de se concentrer sur un seul type de cellule ou uniquement sur des souris postnatales. Le protocole actuel pour l’isolement simultané de tous les principaux types de cellules résidentes du SNC à partir d’une répétition du SNC offre la possibilité d’analyser des réseaux neuronaux complexes et de nouvelles voies inflammatoires, ex vivo à partir d’une seule suspension cellulaire, applicable aux souris saines et à celles atteintes d’encéphalomyélite auto-immune expérimentale.
De plus, le nombre de souris est réduit Notre protocole pour l’isolement simultané des quatre principaux types de cellules résidentes du SNC chez les souris saines et EAE pourrait être utilisé comme un outil utile pour les groupes de recherche étudiant de nouvelles voies inflammatoires, permettant une analyse beaucoup plus précise des mécanismes biomoléculaires complexes et des réseaux cellulaires ex vivo. Les nouvelles questions scientifiques auxquelles il est possible de répondre à l’aide de notre protocole sont les investigations dynamiques dans l’EAE au cours des différents stades de l’évolution de la maladie, comme la neuroinflammation, la neurodégénérescence et la rémission. De plus, les interactions entre cellules et les voies biochimiques pourraient être étudiées au niveau individuel.
De même, des tests fonctionnels ont pu être réalisés avec des cellules cultivées. Nous avons l’intention de nous concentrer sur les études dynamiques du cours EAE pour l’analyse multi-omique à partir d’un homogénat individuel du SNC par point temporel EAE.
Aperçu
Cette étude présente un protocole novateur permettant l'isolement simultané de tous les types cellulaires principaux résidents du système nerveux central (CNS) à partir d'une seule souris, applicable tant dans les modèles naïfs qu'expérimentaux d'encéphalomyélite auto-immune (EAE). Cette méthode vise à pallier les limites des technologies actuelles d'isolement cellulaire, permettant aux chercheurs d'étudier les interactions cellulaires complexes durant la neuroinflammation tout en minimisant le nombre de souris utilisées.
Composantes clés de l'étude
Domaine scientifique
- Neurosciences
- Biologie cellulaire
- Recherche sur l'auto-immunité
Contexte
- Les protocoles existants se concentrent souvent sur un seul type cellulaire ou uniquement sur des souris postnatales.
- L'isolement des cellules résidentes du SNC peut considérablement améliorer notre compréhension des processus neuroinflammatoires.
- Le besoin d'un protocole complet et reproductible pour l'isolement cellulaire est de plus en plus important dans le contexte des maladies auto-immunes.
Objectif de l'étude
- Développer un protocole fiable pour l'isolement de tous les principaux types cellulaires résidents du SNC à partir d'une seule souris.
- Faciliter l'analyse des réseaux cellulaires dans les états sains et pathologiques.
- Permettre des études plus précises des voies inflammatoires dans la neuroinflammation.
Méthodes utilisées
- L'étude utilise une méthode de dissociation cellulaire applicable aux souris saines et aux souris EAE.
- Les souris sont placées en position dorsale, suivies d'un protocole de dissection détaillé et étape par étape afin d'obtenir les tissus cérébral et de la moelle épinière.
- Les protocoles de précipitation, de lavage et de purification des cellules sont décrits minutieusement, garantissant des rendements élevés de types cellulaires du SNC.
Résultats principaux
- Le protocole permet l'isolement simultané des microglies, des oligodendrocytes et d'autres types cellulaires résidents du SNC pour des analyses ultérieures.
- On s'attend à ce que cette méthode fournisse des informations sur la dynamique cellulaire à différents stades de l'EAE.
- Les améliorations essentielles comprennent une réduction de l'utilisation d'animaux et une qualité améliorée des données obtenues à partir de préparations du SNC issues d'une seule souris.
Conclusions
- La présente étude décrit une nouvelle technique d'isolement cellulaire qui améliore les capacités de recherche en neuro-immunologie.
- La capacité de la méthode à analyser des mécanismes biomoléculaires complexes à partir d'un plus faible nombre d'échantillons présente des implications importantes pour l'étude des modèles de maladies du système nerveux central.
- Dans l'ensemble, ce protocole peut aider à répondre à des questions clés concernant la neuroinflammation et les interventions thérapeutiques dans les affections auto-immunes.
Questions fréquemment posées
Pertinence professionnelle pour l'industrie
L'isolement simultané de tous les types cellulaires principaux résidents du SNC chez des souris adultes atteintes de EAE permet une interrogation complète des mécanismes neuroinflammatoires dans une seule expérience. Cette approche soutient des analyses multiparamétriques et multiomiques tout en réduisant l'utilisation d'animaux, ayant un impact direct sur la découverte précoce et la validation de cibles dans les programmes de neuroimmunologie. Le protocole améliore la confiance prédictive pour la détection des voies à faible risque et le développement de biomarqueurs translationnels dans les modèles de maladies auto-immunes du SNC.
Applications stratégiques en recherche et développement en biopharmaceutique
Début de la découverte et validation de la cible
- Permet l'analyse ex vivo de réseaux neuronaux et gliaux complexes provenant d'échantillons individuels du SNC.
- Prend en charge la détection mécanistique des risques en permettant l'étude dynamique des stades d'inflammation neurologique, de neurodégénérescence et de rémission.
- Facilite la validation fonctionnelle des cibles grâce à l'isolement de populations cellulaires du SNC viables et de haute pureté.
- Réduit la variabilité biologique en obtenant tous les types cellulaires à partir du même animal.
Développement de criblages et de tests
- Fournit des suspensions monocellulaires validées et à haute viabilité pour des tests fonctionnels et phénotypiques en aval.
- Standardise l'isolement cellulaire pour différents types cellulaires du système nerveux central, améliorant ainsi la reproductibilité et la comparabilité des tests.
- Permet une préparation évolutive des cellules résidentes du système nerveux central pour le criblage de composés et l'analyse des voies biologiques.
- Permet des évaluations quantitatives de la pureté et de la viabilité par cytométrie en flux afin de garantir la préparation aux tests.
Recherche translationnelle et préclinique
- S'aligne sur les modèles EAE pertinents pour la maladie afin de faciliter la découverte et la validation de biomarqueurs translationnels.
- Assure la continuité du stade de découverte à la validation préclinique en permettant une analyse multiphase de la maladie.
- Facilite les décisions d'avancement ajustées au risque en fournissant des données cellulaires complètes provenant d'animaux individuels.
- Permet l'étude des interactions entre cellules et des voies biochimiques pertinentes pour l'auto-immunité du système nerveux central humain.
Intégration des pipelines et des flux de travail
Ce protocole s'intègre dans la continuité découverte-préclinique en permettant des analyses simultanées de plusieurs types cellulaires provenant de souris EAE et saines, soutenant ainsi la recherche hypothético-déductive et exploratoire.
- Biologie de la découverte : Permet d'avancer dans les tests d'hypothèses et la clarification des voies biologiques en rendant possible une analyse dynamique et spécifique aux stades des cellules du système nerveux central.
- Écrantage : Fournit des suspensions cellulaires reproductibles et de haute pureté pour un développement robuste de tests et une évaluation fiable des composés.
- Analyse : Offre des mesures quantitatives de viabilité et de pureté par cytométrie en flux, permettant des comparaisons entre différentes conditions expérimentales.
- Recherche translationnelle : Fait le lien entre la découverte et les phases précliniques en facilitant l'alignement des biomarqueurs dans des modèles pertinents pour la maladie.
- Réutilisation institutionnelle : Met en place une plateforme réutilisable d'isolement des cellules du système nerveux central, applicable à l'ensemble des programmes de recherche en neuroinflammation.
Impact opérationnel et organisationnel
- Valeur scientifique : Accroît la confiance prédictive et réduit l'ambiguïté mécanistique dans la recherche sur les auto-immunités du système nerveux central.
- Valeur opérationnelle : Standardise l'isolement des cellules, améliore la reproductibilité et minimise l'utilisation d'animaux.
- Valeur stratégique : Améliore la prise de décision « aller/ne pas aller » et l'efficacité du capital en permettant des analyses multiparamétriques à partir d'un seul animal.
- Impact sur le portefeuille : Favorise la priorisation et l'avancement, ajustés au risque, des cibles et biomarqueurs neuroinflammatoires.
Considérations relatives à la mise en œuvre
- Nécessite une expertise en dissection du système nerveux central, en dissociation cellulaire et en tri cellulaire activé par champ magnétique (MACS).
- Exige un accès à la cytométrie en flux et aux équipements de tri cellulaire pour le contrôle qualité.
- Implique une standardisation interéquipes des protocoles de manipulation des tissus et des analyses.
- Adaptable aux modèles murins adultes sains et à ceux atteints d'EAE, offrant une large applicabilité.
- Dépend d'une manipulation minutieuse afin de préserver la viabilité et la pureté des cellules, comme le confirment les données sources.
Foire aux questions en biopharmacie
Chapters in this video
0:00
Introduction
1:58
Preparation of CNS Tissue for Isolating Cells in EAE Mice
3:54
Dissociation of CNS Tissue for Isolating Cells in EAE Mice
5:25
Removal of Debris and Red Blood Cells from CNS Cell Suspension of EAE Mice
7:18
Isolation of CNS Cell Types Using Magnetic Beads in Naive and EAE Mice
