$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
De bloed-hersenbarrière (BBB) is een selectieve, semi-permeabele fysiologische interface die voornamelijk wordt gevormd door gespecialiseerde cerebrale endotheelcellen, ondersteund door pericyten en astrocyten, die de moleculaire uitwisseling tussen de bloedbaan en de interstitiële ruimte van de hersenen reguleert om de micro-omgeving van het centrale zenuwstelsel (CZS) te behouden. De integriteit ervan is essentieel voor het behoud van de homeostase van het CZS en de bescherming van neuraal weefsel tegen schadelijke of giftige stoffen1. Verstoring van de BBB is een algemeen erkend pathologisch kenmerk bij verschillende neurodegeneratieve ziekten, waaronder de ziekte van Parkinson (PD), de ziekte van Alzheimer en amyotrofische laterale sclerose 2,3. Een gecompromitteerde BBB-functie leidt tot een verhoogde permeabiliteit, waardoor neurotoxische verbindingen en ontstekingsmediatoren hersenweefsel kunnen infiltreren, waardoor de ziekteprogressie verergert4. Als zodanig is het evalueren van de BBB-integriteit van cruciaal belang voor het verkrijgen van diepere inzichten in de neurovasculaire en inflammatoire mechanismen die ten grondslag liggen aan deze aandoeningen.
Hoewel in vivo knaagdier- en in-vitromodellen de gouden standaarden blijven voor BBB-onderzoek5, zijn zebravissen (Danio rerio) naar voren gekomen als een waardevol gewerveld model in de neurowetenschappen vanwege hun genetische traceerbaarheid, kosteneffectiviteit, gebruiksgemak en geconserveerde neuroanatomische en BBB-kenmerken bij zoogdieren6. Ondanks hun toenemende gebruik in neurodegeneratieve studies, zijn de methoden om de BBB-integriteit bij volwassen zebravissen te beoordelen nog steeds beperkt 7,8. Technieken zoals fluorescerende tracerinjecties of transgene reporters zijn op grote schaal gebruikt bij larven 9,10, maar vormen aanzienlijke uitdagingen bij volwassenen vanwege pigmentatie en verminderde transparantie. Daarom is het doel van de huidige studie om een eenvoudig, reproduceerbaar en visueel aantoonbaar protocol op te stellen om de BBB-permeabiliteit in volwassen zebravissen te beoordelen met behulp van Evan's Blue (EB) kleurstofextravasatie. Deze methode omvat zowel kwalitatieve observatie als kwantitatieve meting van kleurstoflekkage in hersenweefsel, wat een praktisch hulpmiddel biedt voor het evalueren van neurovasculaire integriteit onder pathologische omstandigheden.
Evan's Blue-kleurstof, die zich bindt aan serumalbumine en normaal gesproken de intacte BBB11 niet kan passeren, biedt een haalbaar alternatief voor het beoordelen van barrièreverstoring12. EB-extravasatie is op grote schaal toegepast in knaagdiermodellen om BBB-lekkage te detecteren bij aandoeningen zoals traumatisch hersenletsel, beroerte en neuro-inflammatie13. De toepassing ervan in volwassen zebravissen is echter grotendeels onontgonnen gebleven. Deze studie presenteert een nieuwe aanpassing van de EB-kleurstoftechniek die is geoptimaliseerd voor volwassen zebravissen, waardoor een betrouwbare kwalitatieve en kwantitatieve evaluatie van de BBB-permeabiliteit mogelijk is. De methode is kosteneffectief, vereist minimale gespecialiseerde apparatuur en kan gemakkelijk worden opgeschaald voor meerdere dieren, wat een praktisch voordeel biedt ten opzichte van complexere op beeldvorming gebaseerde benaderingen die doorgaans bij larven worden gebruikt.
Met behulp van dit protocol hebben we de BBB-integriteit beoordeeld bij zowel gezonde als Parkinson-volwassen zebravissen. Om parkinsonisme bij zebravissen te induceren, werd het neurotoxine 1-methyl-4-fenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine (MPTP) intraperitoneaal toegediend, volgens een eerder beschreven methode14. De resultaten toonden een significant grotere EB-extravasatie in de hersenen van Parkinson-zebravissen, consistent met de goed gedocumenteerde BBB-verstoring die werd waargenomen bij PD. Deze bevindingen valideren de gevoeligheid en betrouwbaarheid van de methode en ondersteunen het nut ervan bij het koppelen van vasculaire pathologie aan moleculaire en gedragsresultaten. Deze techniek is dus een waardevol hulpmiddel voor onderzoekers die neurovasculaire bijdragen aan neurodegeneratieve ziekten onderzoeken en kan worden toegepast in zowel genetische als toxine-geïnduceerde zebravismodellen.