In precedenza, sono state impiegate due metodiche intraperitoneali (IP) per la somministrazione di doxorubicina in zebrafish adulti 4,10. Nel metodo I, noto anche come metodo di iniezione IP classico come descritto da Kinkel et al.4, l'ago è stato inserito con un angolo di 45° rispetto alla linea mediana tra le pinne pelviche con l'addome rivolto verso l'alto. Nel metodo II, o metodo di iniezione IP alternativo come descritto da Ma et al.10, l'ago è stato inserito attraverso il lato dorsale del pesce (Figura 2A(i,ii)). Al contrario, il nostro metodo III presenta due grandi cambiamenti. In primo luogo, la posizione dell'iniezione viene modificata, con l'addome rivolto verso l'alto e l'ago diretto dal punto medio della pinna pettorale verso l'addome. Il sito di penetrazione è guidato da un foro naturale in quest'area. In secondo luogo, l'angolo dell'ago viene ridotto, che dovrebbe essere vicino a 0° (Figura 2A(iii), Figura 1).
Confronto tra tre metodi di iniezione intraperitoneale
Per confrontare i tre metodi di iniezione IP, vengono presentati i dati ottenuti dal ricercatore I, che non aveva precedenti esperienze con zebrafish. Quando i metodi I e II sono stati utilizzati per l'iniezione di IP, è stata osservata una significativa mortalità dei pesci nelle prime due settimane successive all'iniezione di IP. Nel metodo I, la morte è stata osservata tre giorni dopo l'iniezione, mentre nel metodo II si è verificata dopo due giorni dopo l'iniezione. Il 70% dei pesci iniettati presentava danni visibili al corpo, specialmente intorno al sito di iniezione, manifestandosi come dimensioni corporee drasticamente ridotte e forma corporea curva uno o due mesi dopo l'iniezione di IP (Figura 2A (iv,v)). Si è ipotizzato che la mortalità e il danno osservato potessero essere attribuiti alla tossicità della doxorubicina12, che potrebbe fuoriuscire dall'estremità di apertura dell'ago per iniezione durante il processo di iniezione, danneggiando l'organo interno lungo il percorso dell'iniezione. Nel metodo I, la punta dell'ago per iniezione potrebbe toccare l'intestino (Figura 2A(i)), mentre nel metodo II, potrebbe toccare la vescica natatoria (Figura 2A(ii)). È stato ipotizzato che si potesse impedire alla punta dell'ago di toccare qualsiasi organo interno utilizzando il metodo III (Figura 2A(iii)). In effetti, è stato notato un tasso di sopravvivenza significativamente migliorato, con l'80% dei pesci che sopravvive a 1 mese dopo l'iniezione (Figura 2B). Ciò significa un notevole miglioramento rispetto ai tassi di sopravvivenza per i metodi I e II, che erano rispettivamente del 53,33% e del 33,33%. È importante sottolineare che l'80% dei pesci sopravvissuti mostrava una forma corporea normale, in contrasto con quelli generati dai metodi I e II (Figura 2A (vi)). Per convalidare il successo della generazione del modello DIC, la funzione cardiaca è stata valutata misurando la percentuale della frazione di eiezione (EF%). Infatti, una riduzione significativa della EF% è stata osservata a 56 giorni dopo l'iniezione nel gruppo con il metodo III (Figura 2C).
Riproducibilità del metodo III da parte di diversi ricercatori
Per dimostrare che il metodo III può essere facilmente padroneggiato da diversi ricercatori, sono stati reclutati 3 ricercatori che non avevano mai lavorato con il pesce zebra prima. Dopo i primi tentativi con il metodo III, tutti i ricercatori sono stati in grado di raggiungere tassi di sopravvivenza dell'85,71%, 95% e 83,33% 56 giorni dopo l'iniezione e una EF marcatamente diminuita (Figura 3A, B). Da notare che tre ricercatori hanno ripetuto il loro esperimento rispettivamente 3 volte, 3 volte e 2 volte e hanno costantemente ottenuto risultati positivi. Questi dati hanno confermato la ripetibilità del metodo III, consentendo ai ricercatori senza precedenti esperienze di lavoro con i pesci di generare modelli DIC affidabili.
In uno dei tentativi iniziali con il metodo III, il ricercatore II ha testato una deviazione del metodo III: invece di 0°, è stato utilizzato un angolo di 45° mentre si penetrava l'ago attraverso la pelle (Figura 2A(iii), freccia tratteggiata). Solo il 15% dei pesci è sopravvissuto due mesi dopo l'iniezione (Figura 3A), con l'80% dei pesci sopravvissuti che mostravano notevoli danni al corpo. I dati hanno indicato che l'angolo di penetrazione è un passaggio critico per il successo del metodo III.
Il metodo III consente la creazione di un modello di CID cronica
È stato ipotizzato che un danno corporeo significativamente ridotto potrebbe consentire iniezioni multiple di IP nello stesso pesce, imitando il modello di CID cronica nei topi13,14. Pertanto, il metodo III è stato utilizzato per eseguire una serie di iniezioni per 4 settimane consecutive, con 5 μg/g Dox a settimana (Figura 4A). In questo esperimento, il 100% dei pesci iniettati è sopravvissuto e l'80% di essi non ha mostrato segni di danni al corpo. È importante sottolineare che è stata osservata una frazione di eiezione significativamente ridotta a 56 dpi, indicando il successo della generazione di un modello di CID cronica nel pesce zebra adulto (Figura 4B).

Figura 1: Posizione e angolo di inserimento dell'ago per il nuovo metodo di iniezione IP. (A) La posizione dell'inserimento dell'ago. Il pesce è a testa in giù, esponendo il lato addominale. La testa è a destra. Tra le pinne pettorali si trova un foro naturale che facilita la penetrazione della pelle. (B) L'angolo di inserimento dell'ago. È vicino a zero gradi rispetto alla superficie del pesce. (C) La traccia dell'ago sotto la pelle. La punta dell'ago viene continuamente monitorata una volta all'interno della cavità addominale. Il punto di ingresso appare diverso dalla Figura 1A a causa della distorsione della pelle durante il processo di penetrazione. (D) Un pesce dopo che Dox è stato rilasciato. La cavità addominale diventa rossa dopo aver rilasciato il Dox. (E) Un pesce dopo l'iniezione di IP. Non ci sono segni di perdite dopo aver ritirato l'ago. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 2: Confronto di tre metodi di iniezione IP in zebrafish adulto. (A) Schemi di tre metodi di iniezione IP. (i-iii) Vengono mostrati gli schemi dell'iniezione IP classica (metodo I), dell'iniezione IP alternativa (metodo II) e del nuovo metodo (metodo III). Le frecce indicano i siti di penetrazione e l'angolo dell'ago per tre metodi di iniezione. Freccia tratteggiata, un angolo di penetrazione dell'ago non riuscito. Barra della scala: 5 mm. (iv-vi) Dimensioni ridotte e forma curva del corpo nei modelli DIC. Sono mostrati pesci rappresentativi di pesci DIC a 56 dpi. (B) Confronto delle curve di sopravvivenza tra tre metodi di iniezione IP. Il numero di pesci sopravvissuti è stato registrato settimanalmente. (L'esperimento è iniziato con un totale di n = 15). (C) Valutazione della funzione cardiaca dei pesci a 56 dpi in seguito a stress Dox. n = 6 pesci nel gruppo di controllo 1x HBSS, e l'esperimento è iniziato con un totale di n = 15 pesci in ogni 3 lotti iniettati con Dox. I valori vengono visualizzati come media ± errore standard. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 3: Il Metodo III consente di stabilire il modello DIC del pesce zebra in modo coerente nelle mani di 3 diversi ricercatori. (A) Curve di sopravvivenza dei pesci DIC utilizzando il Metodo III da tre diversi ricercatori. In tutti e tre i ricercatori è stato osservato un alto tasso di sopravvivenza. Il numero di pesci vivi viene registrato settimanalmente. Un basso tasso di sopravvivenza è stato notato per il ricercatore II quando è stato utilizzato un metodo III senza successo (angolo di penetrazione dell'ago di 45°, come mostrato da una freccia tratteggiata nella Figura 2A). (B) Valutazione della funzione cardiaca di pesci DIC utilizzando il Metodo III da tre diversi ricercatori. In totale, il Ricercatore II, per un angolo di penetrazione dell'ago di 45°, ha utilizzato 3 lotti (9, 12, 14) di pesce per iniezione di Dox. Per un angolo di penetrazione dell'ago di 0° n = 6 pesci sono stati impiegati nel 1x HBSS come gruppo di controllo condiviso. L'esperimento è iniziato con un totale di n = 85 pesci con RII (9, 12, 14), RIII (8, 6, 6) e RIV (12, 18) impiegati in ciascuno degli 8 lotti iniettati con Dox da tre ricercatori (II, III, IV), rispettivamente. I valori vengono visualizzati come media ± errore standard. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 4: Il Metodo III consente iniezioni multiple di Dox in un pesce zebra adulto, ricapitolando i modelli di CID cronica nei roditori. (A) Schemi del modello di iniezione multipla. 5 μg/g di Dox (5 μL) sono stati iniettati in quattro settimane consecutive. (B) Il modello DIC cronico manifesta una riduzione dell'EF% a 56 dpi. I valori vengono visualizzati come media ± errore standard. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.