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Modelos de animais aquáticos para estudos em medicina regenerativa

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DOI:

10.3791/64946

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20 de janeiro de 2023

Neste artigo

Resumo

ARTIGOS DISCUTIDOS:

Shimizu, Y., Kawasaki, T. Modelo de lesão por facada do tectum óptico adulto usando peixe-zebra e medaka para a análise comparativa da capacidade regenerativa. Jornal de Experimentos Visualizados. (180), e63166 (2022).

Burris, B., Jensen, N., Mokalled, M. H. Avaliação da resistência e comportamento de natação em peixes-zebra adultos. Jornal de Experimentos Visualizados. (177), e63240 (2021).

El-Daher, F. et al. Lesões controladas semiautomatizadas induzidas por laser para estudar a regeneração da medula espinhal em larvas de peixe-zebra. Jornal de Experimentos Visualizados. (177), e63259 (2021).

Slater, P. G., Larraín, J. Transsecção da medula espinhal em girinos de xenopus laevis. Jornal de Experimentos Visualizados. (178), e63276 (2021).

Editorial

A regeneração é um processo biológico interessante e fascinante que pode restaurar órgãos, tecidos e células danificados por doenças ou eventos traumáticos 1,2,3. Após esses eventos, o transplante do órgão lesado é a única salvação para os pacientes 4,5. No entanto, devido à curta vida útil das doações de órgãos e aos diferentes efeitos (por exemplo, dor, infecção, sangramento e coágulos sanguíneos), a abordagem regenerativa pode representar uma alternativa potencial para salvar a vida desses pacientes. Além disso, na última década, vários organismos modelo (por exemplo, animais aquáticos 6,7,8,9,10,11,12 como peixe-zebra, medaka e xenopus) foram usados para estudar o processo de regeneração após um evento de lesão traumática. O objetivo desta coleção é mostrar protocolos padronizados para lesão de órgãos ou tecidos em animais aquáticos e, assim, demonstrar os enormes benefícios que podem ser obtidos com o uso desses animais modelo na medicina regenerativa.

Para estudar a regeneração cerebral, Shimizu et al.13 propõem um modelo interessante de lesão cerebral, comparando medaka e peixe-zebra. Os autores descreveram um método usando uma agulha para induzir lesões no cérebro de peixes adultos para a investigação do destino celular no nicho de células-tronco neurogênicas. Em detalhes, os autores inseriram manualmente uma agulha em uma região específica do cérebro (o tectum óptico) e o cérebro do peixe foi removido e fixado. Os cérebros foram seccionados (usando criostato) e esses cortes foram usados para detectar marcadores específicos (proliferativos ou diferenciativos). A abordagem descrita pelos autores produziu os resultados em dois peixes teleósteos diferentes: medaka e peixe-zebra.

Para a regeneração da medula espinhal, Burris et al.14 descrevem um protocolo original para avaliar o comportamento do peixe-zebra, tanto sem lesão quanto após um evento de lesão na medula espinhal. Os autores observaram uma diminuição significativa da capacidade de natação em peixes com lesão medular. Curiosamente, este peixe restaurou gradualmente a função da capacidade de natação pelo menos 2 semanas após a lesão. Contribuindo para os estudos de regeneração medular utilizando o modelo zebrafish, um protocolo de El-Daher et al.15 possibilitou a realização de uma lesão medular com maior precisão. Os autores usaram um laser para induzir uma lesão específica. Este método diferiu de uma abordagem manual, pois permitiu um aumento no número de animais e experimentos.

Como peixes teleósteos e outros animais aquáticos podem se regenerar após uma lesão medular, Slater et al.16 descrevem em detalhes um protocolo para transeccionar a medula espinhal em um modelo animal de rã (xenopus). Os autores também incluem etapas sobre como gerenciar esse modelo animal durante a cirurgia, como fornecer cuidados pós-operatórios e como realizar testes funcionais. Esforços contínuos para dissecar os mecanismos moleculares que governam a regeneração de tecidos, particularmente o cérebro e a medula espinhal, nesses modelos animais não mamíferos podem ajudar a desenvolver novas estratégias para o tratamento de várias doenças.

Divulgações

Os autores não têm nada a divulgar.

Agradecimentos

Os autores não têm agradecimentos.

Referências

  1. Shvedova, M., Thanapaul, R. J. R. S., Thompson, E. L., Niedernhofer, L. J., Roh, D. S. Cellular senescence in aging, tissue repair, and regeneration. Plastic and Reconstructive Surgery. 150, 4-11 (2022).
  2. Hou, J., Zhou, Q., Zhu, X., Peng, J., Xiong, J. W. Diverse biological and engineering strategies towards organ regeneration. Cell Regeneration. 10 (1), 34(2021).
  3. Shimizu, T. Tissue & organ engineering for regenerative therapy. Arerugi. 66 (1), 32-35 (2017).
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  6. Cacialli, P., et al. Neuronal expression of brain derived neurotrophic factor in the injured telencephalon of adult zebrafish. The Journal of Comparative Neurology. 526 (4), 569-582 (2018).
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  9. Watanabe, N., et al. Kidney regeneration through nephron neogenesis in medaka. Development, Growth & Differentiation. 51 (2), 135-143 (2009).
  10. Sekimizu, K., Tagawa, M., Takeda, H. Defective fin regeneration in medaka fish (Oryzias latipes) with hypothyroidism. Zoological Science. 24 (7), 693-699 (2007).
  11. Phipps, L. S., Marshall, L., Dorey, K., Amaya, E. Model systems for regeneration: Xenopus. Development. 147 (6), (2020).
  12. Slater, P. G., Palacios, M., Larrain, J. Xenopus, a model to study wound healing and regeneration: Experimental approaches. Cold Spring Harbor Protocols. 2021 (8), (2021).
  13. Shimizu, Y., Kawasaki, T. Stab wound injury model of the adult optic tectum using zebrafish and medaka for the comparative analysis of regenerative capacity. Journal of Visualized Experiments. (180), e63166(2022).
  14. Burris, B., Jensen, N., Mokalled, M. H. Assessment of swim endurance and swim behavior in adult zebrafish. Journal of Visualized Experiments. (177), e63240(2021).
  15. JoVE. Erratum:Controlled semi-automated laser-induced injuries for studying spinal cord regeneration in zebrafish larvae. Journal of Visualized Experiments. (182), e6497(2022).
  16. Slater, P. G., Larrain, J. Spinal cord transection In xenopus laevis tadpoles. Journal of Visualized Experiments. (178), e63276(2021).

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