Wraz ze wzrostem średniej długości życia, choroby neurodegeneracyjne, takie jak choroba Alzheimera czy Parkinsona, stały się coraz większym zagrożeniem dla zdrowia ogółu populacji. Według National Institutes of Health przewiduje się, że w 2050 roku 115 milionów ludzi na całym świecie będzie dotkniętych demencją. Chociaż poczyniono znaczne postępy w identyfikacji genów i czynników ryzyka związanych z przynajmniej niektórymi z tych chorób, w przypadku wielu z nich mechanizmy molekularne leżące u ich podstaw są nadal nieznane lub nie są dobrze poznane.
Proste modelowe organizmy bezkręgowców, takie jak Caenorhabditis elegans i Drosophila melanogaster, oferują różnorodne korzyści eksperymentalne do badania mechanizmów chorób neurodegeneracyjnych, w tym krótki cykl życia, dużą liczbę potomstwa oraz dostępność dobrze znanych i czasami unikalnych metod genetycznych i molekularnych1-12. Co więcej, organizmy te są podatne na bezstronne badania przesiewowe interakcji, które mogą zidentyfikować czynniki przyczyniające się do tych chorób poprzez ich pogarszający lub łagodzący wpływ na fenotypy neurodegeneracyjne.
Analizowanie takich interakcji genetycznych i ocena efektów starzenia wymaga ilościowych protokołów do wykrywania neurodegeneracji i mierzenia jej nasilenia. Ocenę tę można przeprowadzić stosunkowo łatwo, mierząc aspekty behawioralne u Drosophila, takie jak uczenie się węchu, negatywna geotaksja lub szybkie fototaksje, które zapewniają liczbową wartość wydajności13-21. Możliwe jest również określenie wpływu na przeżycie neuronów poprzez zliczanie neuronów. Jest to jednak możliwe tylko wtedy, gdy skupimy się na konkretnej populacji, która jest wyraźnie identyfikowalna, jak neurony dopaminergiczne, które są dotknięte chorobą Parkinsona, a nawet wtedy wyniki były kontrowersyjne22-24.
Opisany tutaj protokół wykorzystuje metodę kołnierza do wykonywania seryjnych odcinków parafiny, metodę, która została pierwotnie opracowana przez Heisenberga i Böhla, którzy użyli jej do izolacji anatomicznych mutantów mózgu u Drosophila25. Zastosowanie metody kołnierzowej zostało następnie dostosowane, m.in. w kriosekcjach, sekcjach wibratomicznych i sekcjach plastycznych26-28. W tym przypadku metoda ta jest stosowana do uzyskania seryjnych odcinków całej głowy muchy, które można następnie wykorzystać do pomiaru wakuoli, które rozwijają się u much z fenotypami neurodegeneracyjnymi16,21,29-32. Pomiary te mogą być wykonywane w określonych obszarach mózgu lub mogą obejmować cały mózg; To ostatnie podejście pozwala zidentyfikować nawet słabe fenotypy zwyrodnieniowe, które obserwuje się podczas starzenia się. Wreszcie, przy użyciu obroży, w ramach jednego preparatu można przetworzyć do 20 much, co jest nie tylko mniej czasochłonne, ale także pozwala na analizę much kontrolnych i doświadczalnych w tym samym preparacie, minimalizując artefakty spowodowane niewielkimi zmianami w preparacie.