$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Choroby układu krążenia (CVD) są główną przyczyną zgonów na całym świecie, odpowiadają za około 17,9 miliona zgonów rocznie, co stanowi prawie 1/3 wszystkich zgonów na świecie. Drosophila melanogaster (powszechnie znana jako muszka owocowa) jest szeroko stosowana jako organizm modelowy do badania genetycznych, komórkowych i molekularnych podstaw rozwoju serca, fizjologii, metabolizmu, starzenia się i kardiomiopatii1,2,3,4,5,6,7,8,9. Modele Drosophila zostały również wykorzystane do zbadania roli mięśnia sercowego w ogólnoustrojowej regulacji otyłości10, głównego czynnika ryzyka zachorowalności i śmiertelności z przyczyn sercowo-naczyniowych. Badania nad sekwencjonowaniem genomu Drosophila11 wykazały znaczną ochronę genów u ludzi, w tym tych związanych z rozwojem różnych narządów, w tym serca. Wśród tych wysoce konserwatywnych genów, niektóre są zaangażowane w dysfunkcję serca, takie jak kardiomiopatie lub kanałopatie3. Niedawny rozwój skutecznych technik badania wydolności serca rozszerzył zastosowania modelu o badanie długoterminowych zmian w fizjologii serca u dorosłych spowodowanych takimi czynnikami, jak ćwiczenia, dieta i starzenie się8. Jednak wyzwania techniczne i logistyczne często utrudniają korzystanie z tego modelowego systemu. Jednym z wyzwań związanych z wykorzystaniem Drosophila w badaniach kardiologicznych jest precyzyjna sekcja serca w sposób, który zachowuje cytoarchitekturę i elementy mięśnia sercowego.
Serce Drosophila lub naczynie grzbietowe składa się z rurkowatej struktury składającej się z pojedynczej warstwy kardiomiocytów, komórek osierdzia umieszczonych wzdłuż ściany serca, wspieranych przez mięśnie alaryczne, a u dorosłych z warstwą brzusznej podłużnej komórki mięśniowej12. Dokładna sekcja w celu uzyskania dostępu do tych delikatnych struktur jest procesem czasochłonnym i pracochłonnym. Obecny standard obejmuje technicznie wymagającą sekcję i kapilarne odsysanie próżniowe, co wymaga zaawansowanego treningu i umiejętności motorycznych13,14,15,16. Zazwyczaj sekcja rozpoczyna się od nacięcia brzusznej ściany ciała, a wyzwania pojawiają się szybko ze względu na drobiazgową anatomię serca, jego delikatną strukturę i trudno dostępne położenie grzbietowe. To w połączeniu z tradycyjnymi technikami preparacyjnymi pozwala na precyzyjną analizę struktury i funkcji serca, zapewniając ulepszone narzędzie do badania chorób sercowo-naczyniowych w Drosophila13. Na przykład, korzystając z tego, Alayari i in. opracowali protokół fluorescencyjnego znakowania struktur serca Drosophila, ułatwiając wizualizację morfologii i struktury serca. Pomimo tych wysiłków, tradycyjne preparowanie i barwienie serca napotyka kilka wyzwań, w tym trudności w utrzymaniu integralności tkanek i specjalistyczne szkolenie wymagane do skutecznego barwienia serca.
Metoda oferuje innowacyjne rozwiązanie tego problemu, zastępując całą procedurę prostszym protokołem, który wykorzystuje krioembed klatki piersiowej i brzucha Drosophila, a następnie barwienie immunologiczne i obrazowanie fluorescencyjne. To łatwe do opanowania podejście zapewnia szybszą i prostszą wizualizację struktur serca z większą odtwarzalnością. Dodatkowo opisujemy prostą metodę z użyciem suchego lodu, która zapewnia równomierne ułożenie naskórka brzusznego Drosophila na tej samej płaszczyźnie z, usprawniając etap kriosekcji w dół rzeki. Wykazujemy skuteczność tego protokołu w wykrywaniu ważnych markerów serca, morfologii serca i organizacji komórkowej za pomocą mikroskopii immunofluorescencyjnej i konfokalnej. Łatwość i wysoka skuteczność tego podejścia jest szczególnie pomocna w przypadku wysokoprzepustowych badań kardiologicznych opartych na Drosophila.