Acute nierbeschadiging (AKI) 1 , 2 , die ook kan worden aangeduid als acuut nierfalen, wordt algemeen gedefinieerd als een plotselinge aandoening bij nierfunctie 3 . Hoewel het niveau van begrip van deze aandoening in de loop der jaren opvallend verbeterd is, zijn de morbiditeit en sterftecijfers hoog 1 , 2 gebleven. De huidige behandeling voor deze aandoening is meestal ondersteunend, aangezien de resultaten van meerdere klinische proeven van geneesmiddelentherapie negatief zijn geweest, 4 , 5 . De nier is uniek omdat het het vermogen heeft zich te herstellen. Daarom is ondersteunende therapie na een vroege diagnose van AKI de beste manier om morbiditeit 6 te beperken. Het is echter moeilijk om vroegtijdig AKI te detecteren en de sterftecijfer is een vervelende 50-80% voor degenen die dialyse 5 nodig hebben. Met het vermogen van de nieren om zichzelf te repareren en het gebrek aan behandelingsopties voor deze conditie, is het belangrijk om methoden te ontwikkelen om dit nefronregeneratieproces te verbeteren.
Er zijn veel verschillende modellen gebruikt voor AKI onderzoek dat verschillende agenten van letsel en diermodellen omvat. Wat betreft agens van nierschade is het aminoglycoside antibiotica gentamicine gebruikt als een nefrotoxisch middel dat leidt tot AKI 7 , 8 . Echter, verschillende groepen hebben gevonden dat gentamicin behandeling dodelijk is voor het zebravis embryo 9 . Het veroorzaakt tubulaire schade die te ernstig is voor embryoherstel, waardoor de studie van regeneratie moeilijk is zonder enige vorm van interventie. Zoogdierenmodellen, zoals de muis en de ratten, worden ook als waardevol beschouwd, maar ze worden geconfronteerd met vele beperkingen tijdens de studie van AKI. Misschien is het grootste nadeel van knaagdiermodellen het probleem in visuaHet nieren van de knaagdier lanceren en daarmee de precieze spatiotemporale processen bepalen die leiden tot epitheliale dood en reparatie.
Johnson et al. Hebben een laser ablation-gebaseerde techniek aangemeld om acuut nierbeschadiging in embryonale en larvezebravis 9 te veroorzaken. Ze gebruikten pulsed laser ablation om de nier te beschadigen na een intramusculaire injectie met dextran conjugaten. De fluorescentie van dextranconjugaten zorgt voor het visualiseren van schade en regeneratie in het buisepitheel 9 . Dit model overwint de bovengenoemde twee beperkingen, maar staat niet toe voor gegradeerde niveaus van letsel en kan moeilijk worden uitgevoerd op grote, willekeurige celgroepen.
Het nieuwe laserablation-gebaseerde zebravismodel van AKI dat hier beschreven is, adresseert alle bovengenoemde beperkingen. De pronephrische nier in de zebravis van larve is een volwassen, functioneel orgaan dat segmenten bevat die vergelijkbaar zijn met de zoogdieren nePhron, inclusief een glomerulus, proximale en distale buisjes, en een verzamelkanaal 10 . Zebravis larven zijn ook optisch transparant, waardoor het mogelijk is om de nier te waarnemen door middel van fluorescentietechnieken. Zebravis zijn dus een waardevol in vivo model van AKI, en de larve pronephrische nier (5-12 dagen post-fertilisatie (dpf)) kan worden gebruikt om de cellulaire en moleculaire processen die betrokken zijn bij nierletsel en reparatie te bestuderen.
In dit artikel wordt een methode beschreven, waarbij specifieke Nefron-segmenten van het Groene Fluorescerende Proteïne (GFP) -expressie kunnen worden gefabriceerd met behulp van een licht-energie (in vergelijking met een pulserend laser systeem) violet laserlicht (405 nm). De GFP-fluorescentie zorgt voor de targeting van een groep cellen, waardoor de veranderingen die optreden zichtbaar zijn door de waarneming van GFP photobleaching. Daarnaast dient GFP (door het absorberen van violet licht) als een energiezink om het letsel in GFP-expressieve niercellen te versterken. Time-lapse microsKopie kan dan gebruikt worden om het reparatieproces te bestuderen. Studies hebben cel proliferatie, celmigratie en celmetaplasia 11 , 12 , 13 gevonden voor alle mogelijke processen die een belangrijke rol kunnen spelen bij nierherstel. Het relatieve belang van deze processen en de details van hun wisselwerking is echter moeilijk te ontdekken door de beperkingen van bestaande modellen van AKI. Met behulp van deze nieuwe aanpak was het mogelijk om te laten aantonen dat celmigratie een centrale rol speelt bij nierherstel na acuut letsel 14 .