$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Bloedproductie (hematopoiese) is een essentieel ontwikkelingsproces dat voor het eerst begint in het vroege embryo. Dit proces begint met het genereren van primitieve rode bloedcellen en macrofagen rechtstreeks van mesoderm, en verschuift later naar de productie van hematopoëtische stam- en voorlopercellen (HSPCs). Deze stamcellen, die multipotent zijn, genereren alle variëteiten van volwassen bloedcellen in het organisme. In staat tot zelfvernieuwing wordt het systeem voortdurend aangevuld via deze HSPCs. Hoewel dit proces vroeg in de ontwikkeling begint, gaat hematopoiese door voor het leven van het dier, waardoor zuurstof naar verre plaatsen van het lichaam kan worden getransporteerd, bloedingen na letsel kunnen worden gestopt en het lichaam tegen infectie kan worden beschermd. De ontwikkeling van dit complexe systeem wordt tijdelijk en ruimtelijk gecontroleerd tijdens de ontwikkeling en eventuele verstoringen in de bloedcelproductie kunnen catastrofaal zijn voor het organisme, wat resulteert in bloedarmoede, trombocytopenie, leukopenie en leukemie.
Een populair diermodel dat wordt gebruikt voor hematopoëtisch onderzoek is de zebravis (Danio rerio) omdat ze een vergelijkbare bloedontwikkeling hebben in vergelijking met mensen. In feite worden veel van de genen en moleculaire paden die tijdens hematopoiese worden gebruikt, bewaard tijdens de evolutie van gewervelde dieren, waardoor we meer te weten kunnen komen over menselijke genen door zebravissen te bestuderen. Belangrijk is dat zebravisembryo's zich buiten het lichaam ontwikkelen en binnen 7 dagen de meeste volwassen bloedceltypen hebben gegenereerd, waardoor het hematopoëtische systeem in korte tijd direct kan worden gevist. Zebravissen zijn ook extreem vruchtbaar, waardoor onderzoekers in korte tijd een groter aantal monsters kunnen observeren, wat ook belangrijk is voor het genereren van reproduceerbare gegevens. De korte generatietijd en externe ontwikkeling van de zebravis zorgt voor eenvoudigere manipulatie en observatie tijdens mutagenesestudies1,2,3,4,5 en drugsscreening6,7,8,9,10. Hierdoor kan een panel van veelbelovende therapeutische verbindingen voor menselijke bloedaandoeningen snel en efficiënt worden getest.
Belangrijk is dat zebravissen ook genetisch vatbaar zijn en dat het genoom wordt gesequenced en geannoteerd. Deze tractabiliteit maakt het mogelijk om omgekeerde genetische technieken zoals morfolino- (MO-) gemedieerde knockdown en CRISPR-gemedieerde genetische ablatie uit te voeren. Zebravissen hebben ook hun nut bewezen als model om voorwaartse genetische schermen uit te voeren; veel essentiële genen en paden die betrokken zijn bij gewervelde bloedvorming zijn op deze manier ontdekt. Talrijke methoden voor het observeren van bloedcellen zijn ook ontwikkeld bij zebravissen. Hoewel er traditionele histologische kleuringstechnieken bestaan, is het ook mogelijk om in situ hybridisatie uit te voeren voor bloedspecifieke transcripties. Belangrijk is dat er ook tal van transgene vislijnen bestaan waarbij fluorescerende eiwitten worden uitgedrukt door afstammingsspecifieke promotors, waardoor de etikettering van specifieke bloedcellen met fluorescerende eiwitten11mogelijk is. Dit stelt onderzoekers in staat om up-to-the-minute observatie van het ontstaan, de expansie en de regulatie van bloedcellen in een levend organisme in de loop van de tijd uit te voeren.
Over het algemeen heeft het behoud van het hematopoëtische systeem, de aanwezigheid en gemakkelijke ontwikkeling van transgene lijnen, eenvoudige visualisatie en korte generatietijd de zebravis een economisch, snel en aanpasbaar model van hematopoiese gemaakt. Om de toolbox met technieken voor zebravisonderzoekers te verbeteren, ontwikkelden we deze test om het aantal bloedcellen in embryo's robuust te kwantificeren. De methode omvat het verteren van transgene dieren en het uitvoeren van flowcytometrie voor fluorescerende bloedcellen. Op deze manier kunnen bloedcellen van gemuteerde dieren, het effect van MO- en CRISPR-modificatie en het effect van kleine moleculen op een snelle en reproduceerbare manier kwantitatief worden geanalyseerd. Deze onderzoeken zijn gebruiksvriendelijke en economische manieren om bloedcellen op te sommen, waardoor onderzoek van hun generatie, proliferatie en onderhoud in de loop van de tijd mogelijk is.