Il pesce zebra (Danio rerio) è emerso come un prezioso organismo modello nella ricerca biomedica, principalmente a causa della sua somiglianza genetica con gli esseri umani, con oltre il 70% dei geni umani che hanno controparti di pesce zebra 1,2. Questa somiglianza genetica, combinata con le dimensioni compatte del pesce zebra, il rapido ciclo di sviluppo e la capacità di un'ampia manipolazione genetica, lo rende un potente strumento per l'esplorazione scientifica. Questi attributi sono particolarmente vantaggiosi per gli esperimenti che coinvolgono il trapianto di cellule, la somministrazione di farmaci e il tracciamento cellulare. Inoltre, la chiarezza ottica delle larve trasparenti e di specifici mutanti di pigmentazione, come il pesce zebra Casper, consente una visualizzazione precisa delle cellule o delle sostanze trapiantate, offrendo un'alternativa più efficiente ed economica ai modelli animali tradizionali.
I pesci zebra sono ampiamente utilizzati per sviluppare modelli di trapianto di cancro e per condurre screening farmacologici per malattie gravi come glioma, melanoma, tumori del pancreas e leucemia 3,4,5,6,7,8,9,10. In genere, questi modelli vengono avviati allo stadio larvale per sfruttare il sistema immunitario immaturo delle larve e la trasparenza intrinseca, che semplifica il processo di iniezione e migliora la fattibilità di studi a breve termine. Tuttavia, l'uso delle larve limita la durata della valutazione dell'attecchimento e degli interventi terapeutici 7,11. La transizione di questi protocolli sperimentali al pesce zebra adulto introduce sfide come procedure di iniezione più complesse, ridotta efficienza dell'attecchimento, tassi di mortalità più elevati e maggiore variabilità nelle risposte individuali. Queste sfide evidenziano la necessità critica di migliorare le tecniche di iniezione e di somministrazione di sostanze, in particolare per gli studi che coinvolgono pesci zebra adulti che richiedono periodi di osservazione prolungati.
Storicamente, le iniezioni intracardiache12 e retro-orbitali (RO)13 sono state le metodiche primarie per la somministrazione di farmaci e il trapianto di cellule nel pesce zebra adulto. L'iniezione intracardiaca, che comporta l'iniezione di sostanze direttamente nel cuore, garantisce l'immediata circolazione sistemica dei farmaci, ma è associata a rischi significativi, tra cui potenziali lesioni cardiache e alta mortalità. D'altra parte, l'iniezione di RO, che eroga materiali al seno venoso dietro l'occhio, favorisce anche una rapida distribuzione sistemica, ma può essere stressante per i pesci e richiede un'elevata precisione nell'esecuzione14. Le iniezioni endovenose, ben consolidate per la somministrazione sistemica di sostanze nei topi e nei ratti, sono fondamentali per gli studi di farmacocinetica, le valutazioni dell'efficacia dei farmaci e gli interventi terapeutici in questi modelli 15,16,17,18. Recentemente, le iniezioni endovenose hanno acquisito importanza nella ricerca sul pesce zebra, in particolare negli studi sulle risposte immunitarie innate19,20 e sul danno renale acuto21 nelle larve di pesce zebra. Tuttavia, la loro applicazione nel pesce zebra adulto rimane limitata.
In questo studio, abbiamo sviluppato e ottimizzato una procedura di iniezione endovenosa su misura per il pesce zebra adulto, che migliora significativamente i tassi di sopravvivenza, la precisione e l'efficienza della consegna. Dimostriamo visivamente questo metodo e forniamo un protocollo dettagliato utilizzando questa tecnica raffinata. Abbiamo somministrato con successo iniezioni endovenose di cellule di midollo renale intero (WKM) da pesci Tg (mpo: EGFP) e colorante FITC-destrano in pesci Casper adulti, con conferma del parto e dell'attecchimento valutati mediante microscopia a fluorescenza. I nostri risultati mostrano che la tecnica di iniezione endovenosa perfezionata è più efficiente e coerente rispetto ai tradizionali metodi intracardiaci e RO. Poiché l'uso del pesce zebra nella ricerca scientifica continua ad espandersi, è probabile che l'adozione di questa tecnica di iniezione endovenosa migliorata migliori la nostra comprensione della patogenesi della malattia e acceleri lo sviluppo di nuovi approcci terapeutici.