Siatkówka jest częścią ośrodkowego układu nerwowego i jest, dzięki swojej względnej prostocie i dobrze scharakteryzowanej architekturze komórkowej, popularnym modelem do badania rozwoju ośrodkowego układu nerwowego. Oko zarodka kurczaka jest stosunkowo duże w porównaniu z resztą zarodka. Dzięki temu jest łatwo dostępny in ovo do manipulacji eksperymentalnych, takich jak zastrzyki lub elektroporacja, i służy jako doskonałe narzędzie do zdobywania wiedzy na temat komórek siatkówki i biologii rozwoju in vivo. Pomimo tych głównych zalet, przeżywalność zarodków może być niska, gdy eksperymenty są inwazyjne, takie jak elektroporacja, wielokrotne wstrzyknięcia lub połączone manipulacje eksperymentalne.
Elektroporacja plazmidów DNA do zarodka kurczaka in ovo jest ważną i dobrze znaną techniką1. Pozwala na znakowanie neuronów, śledzenie losów komórek, a także dróg neuronalnych w ośrodkowym układzie nerwowym i pozwala na ektopową ekspresję genów w celu analizy funkcji białek in vivo. Technika ta została wykorzystana do badań cewy nerwowej2, tyłomózgowia3 i siatkówki4. Elektroporacja siatkówki zarodkowej in ovo wiąże się z pewnymi trudnościami eksperymentalnymi, które są związane z sytuacją in vivo. Położenie oka, ze względu na fałdowanie czaszki zarodka, jest stosunkowo blisko serca. Ta bliskość zwiększa ryzyko zatrzymania krążenia po elektroporacji, a ryzyko to wzrasta wraz z wiekiem zarodka. Ponadto, aby uzyskać dostęp do oka, konieczne jest otwarcie błon embrionalnych, zwiększając w ten sposób ryzyko krwawienia, wad rozwojowych i późniejszego zmniejszenia żywotności. Podczas testowania i optymalizacji nowego plazmidu DNA, często bez znanego wyniku fenotypowego, ograniczenia te mogą zmniejszyć skuteczność i moc metody nawet dla doświadczonego eksperymentatora. Jak przedstawiono w niniejszym protokole, hodowla całego eksplantatu siatkówki, zdefiniowanego jako cała siatkówka nerwowa z usuniętym nabłonkiem barwnikowym, jest skuteczną metodą, która uzupełnia podejście in ovo.
Wewnątrzgałkowe wstrzyknięcia odczynników chemicznych są stosunkowo łatwe do wykonania w ovo. Jednak skuteczne i dokładne stężenie wstrzykiwanych odczynników w siatkówce nerwowej może być trudne do pełnej kontroli. Objętość wstrzykniętego odczynnika może się różnić ze względu na nieszczelność, a dokładne miejsce wstrzyknięcia może wpływać zarówno na rozprowadzanie odczynnika w oku, jak i na dyfuzję przez ciało szkliste. Zmienność będzie miała poważne implikacje dla interpretacji wyników, gdy np. zostanie określona krzywa dawka-odpowiedź dla inhibitora enzymu; Zwłaszcza, jeśli efekt jest niewielki, a okno czasowe efektu jest wąskie. Co więcej, podczas przeprowadzania eksperymentów in ovo można użyć tylko jednego oka z każdego zarodka ze względu na potencjalne skutki ogólnoustrojowe poprzez przepływ krwi na oko przeciwległe. Dopasowanie wieku jest ważne podczas badania rozwoju, a indywidualna zmienność między zarodkami poddanymi działaniu substancji i kontrolnych może prowadzić do dodatkowej zmienności eksperymentalnej.
Z tych powodów opracowano metodę ex ovo opartą na eksplantatach siatkówki z zarodków kurczaka, w której siatkówka nerwowa może być wystawiona na działanie jednolitych i kontrolowanych warunków eksperymentalnych in vitro. Niniejszy protokół został opracowany w oparciu o poprzednie protokoły5-9. Eksplantaty siatkówki od stadium (st) 20 (dni embrionalne [E] 3) do st31 (E7) zarodki kurczaków wypreparowano, wyhodowano i elektroporowano z określonym stężeniem plazmidu DNA lub wystawiono na działanie pożywki zawierającej określone stężenie odczynnika chemicznego. Przedstawiony tutaj protokół został z powodzeniem wdrożony w ostatnich publikacjach, przy użyciu kilku różnych odczynników chemicznych, w tym regulatorów szlaku uszkodzenia DNA, takich jak KU55933, SB 218078 i NSC 109555 ditosylat, oraz cyklu komórkowego, takiego jak inhibitor Cdk1/2 III10,11.