Articolo metodologico

Modelli animali acquatici per studi in medicina rigenerativa

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DOI:

10.3791/64946

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20 gennaio 2023

In questo articolo

Abstract

ARTICOLI DISCUSSI:

Shimizu, Y., Kawasaki, T. Modello di ferita da taglio del tectum ottico adulto utilizzando zebrafish e medaka per l'analisi comparativa della capacità rigenerativa. Giornale degli esperimenti visualizzati. (180), e63166 (2022).

Burris, B., Jensen, N., Mokalled, M. H. Valutazione della resistenza al nuoto e del comportamento nel nuoto nel pesce zebra adulto. Giornale degli esperimenti visualizzati. (177), E63240 (2021).

El-Daher, F. et al. Lesioni semi-automatizzate controllate indotte dal laser per lo studio della rigenerazione del midollo spinale nelle larve di zebrafish. Giornale degli esperimenti visualizzati. (177), E63259 (2021).

Slater, P. G., Larraín, J. Transezione del midollo spinale nei girini di xenopus laevis. Giornale degli esperimenti visualizzati. (178), e63276 (2021).

Editoriale

La rigenerazione è un processo biologico interessante e affascinante in grado di ripristinare organi, tessuti e cellule danneggiati da malattie o eventi traumatici 1,2,3. Dopo questi eventi, il trapianto dell'organo danneggiato è l'unica salvezza per i pazienti 4,5. Tuttavia, a causa della breve durata delle donazioni di organi e dei diversi effetti (ad esempio, dolore, infezione, sanguinamento e coaguli di sangue), l'approccio rigenerativo potrebbe rappresentare una potenziale alternativa per salvare la vita di questi pazienti. Inoltre, nell'ultimo decennio, diversi organismi modello (ad esempio, animali acquatici 6,7,8,9,10,11,12 come zebrafish, medaka e xenopus) sono stati utilizzati per studiare il processo di rigenerazione dopo un evento di lesione traumatica. L'obiettivo di questa raccolta è quello di mostrare protocolli standardizzati per lesioni di organi o tessuti negli animali acquatici, e quindi dimostrare gli enormi benefici che si possono ottenere utilizzando questi animali modello nella medicina rigenerativa.

Per studiare la rigenerazione cerebrale, Shimizu et al.13 propongono un interessante modello di lesione cerebrale, confrontando medaka e zebrafish. Gli autori hanno descritto un metodo che utilizza un ago per indurre lesioni nel cervello di pesci adulti per l'indagine sul destino cellulare nella nicchia delle cellule staminali neurogene. In dettaglio, gli autori hanno inserito manualmente un ago in una regione specifica del cervello (il tectum ottico) e il cervello del pesce è stato rimosso e fissato. I cervelli sono stati sezionati (utilizzando il criostato) e queste sezioni sono state utilizzate per rilevare marcatori specifici (proliferativi o differenziativi). L'approccio descritto dagli autori ha prodotto i risultati in due diversi pesci teleostei: medaka e zebrafish.

Per la rigenerazione del midollo spinale, Burris et al.14 descrivono un protocollo originale per valutare il comportamento del pesce zebra, sia illeso che dopo un evento di lesione nel midollo spinale. Gli autori hanno osservato una significativa diminuzione della capacità di nuoto nei pesci con una lesione spinale. È interessante notare che questo pesce ha gradualmente ripristinato la capacità di nuotare almeno 2 settimane dopo la lesione. Contribuendo agli studi sulla rigenerazione del midollo spinale utilizzando il modello zebrafish, un protocollo di El-Daher et al.15 ha reso possibile eseguire una lesione spinale con maggiore precisione. Gli autori hanno utilizzato un laser per indurre una lesione specifica. Questo metodo differiva da un approccio manuale in quanto consentiva un aumento del numero di animali e di esperimenti.

Poiché i pesci teleostei e altri animali acquatici possono rigenerarsi dopo una lesione del midollo spinale, Slater et al.16 descrivono in dettaglio un protocollo per sezionare il midollo spinale in un modello animale di rana (xenopus). Gli autori includono anche passaggi su come gestire questo modello animale durante l'intervento chirurgico, come fornire assistenza post-operatoria e come eseguire test funzionali. I continui sforzi per analizzare i meccanismi molecolari che regolano la rigenerazione dei tessuti, in particolare il cervello e il midollo spinale, in questi modelli animali non mammiferi possono aiutare a sviluppare nuove strategie per il trattamento di diverse malattie.

Dichiarazioni

Gli autori non hanno nulla da rivelare.

Ringraziamenti

Gli autori non hanno riconoscimenti.

Riferimenti

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  12. Slater, P. G., Palacios, M., Larrain, J. Xenopus, a model to study wound healing and regeneration: Experimental approaches. Cold Spring Harbor Protocols. 2021 (8), (2021).
  13. Shimizu, Y., Kawasaki, T. Stab wound injury model of the adult optic tectum using zebrafish and medaka for the comparative analysis of regenerative capacity. Journal of Visualized Experiments. (180), e63166(2022).
  14. Burris, B., Jensen, N., Mokalled, M. H. Assessment of swim endurance and swim behavior in adult zebrafish. Journal of Visualized Experiments. (177), e63240(2021).
  15. JoVE. Erratum:Controlled semi-automated laser-induced injuries for studying spinal cord regeneration in zebrafish larvae. Journal of Visualized Experiments. (182), e6497(2022).
  16. Slater, P. G., Larrain, J. Spinal cord transection In xenopus laevis tadpoles. Journal of Visualized Experiments. (178), e63276(2021).

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