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A divisão da retina preserva os terminais fotorreceptores
Para confirmar que a divisão da retina não danifica os dendritos dos neurônios de segunda ordem na OPL, seções verticais das retinas divididas foram coradas com anticorpos contra a proteína sináptica da vesícula sináptica sinaptofisina (verde) e proteína quinase C alfa (PKCα; vermelho). A intensa banda de marcação da sinaptofisina no topo da retina dividida indica que os terminais sinápticos dos fotorreceptores estão retidos (Figura 2). Além disso, a coloração PKCα revela morfologia normal das células bipolares do bastonete (hemácias). Nenhum núcleo fotorreceptor é visível, indicando que a retina está dividida entre a OPL e a fileira mais interna de corpos celulares fotorreceptores (Figura 2).

Figura 2: Retinas divididas retêm terminais fotorreceptores. Micrografias confocais fluorescentes mostrando um corte vertical de uma retina do espeto que foi criossecada (20 μm de espessura) após o procedimento de splitting. Cada imagem é uma projeção máxima de uma pilha z confocal. O corte foi imunomarcado com anticorpos contra PKCα (centro superior) e sinaptofisina (canto superior direito) para visualização de hemácias e vesículas sinápticas, respectivamente. A imagem mesclada (abaixo) mostra vesículas sinápticas (verde), que residem nos terminais fotorreceptores, logo acima dos processos apicais das hemácias (vermelho) na LPO. Os núcleos celulares são marcados com DAPI (azul). Nenhum núcleo fotorreceptor é visível dentro da ONL. Abreviaturas: ONL = camada nuclear externa; OPL = camada plexiforme externa; INL = camada nuclear interna; LIP = camada plexiforme interna; GC = células ganglionares. Barras de escala = 10 μm. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
A morfologia da sinapse na OPL é preservada após a divisão da retina
Usando um camundongo que expressa GFP em hemácias sob o promotor pcp2, 14 proteínas pré e pós-sinápticas na OPL foram imunomarcadas para avaliar a integridade dessa camada sináptica após uma divisão14. Apesar das forças de cisalhamento ocorrerem através dos axônios dos fotorreceptores, a divisão não perturba a morfologia das sinapses do fotorreceptor-BC na OPL, como se observa o posicionamento normal dos dendritos eritrocitários, marcados para RGS11, e das fitas sinápticas dos fotorreceptores, marcados para CtBP215 (Figura 3). Para cada contato sináptico entre bastões e hemácias, RGS11 pode ser visto como puncta vermelho que se encontram dentro da forma de ferradura das fitas sinápticas (verde). Em um experimento subsequente, um anticorpo anti-GPR17916 foi usado para marcar as pontas dendríticas ON-BC pós-sinápticas16, e um anticorpo anti-PSD-95 foi usado para marcar terminais fotorreceptores de bastonetes pré-sinápticos (Figura 2 suplementar). Esses resultados confirmam novamente a estabilidade da OPL na preparação da retina dividida, uma vez que os dendritos eritrocitários estão intimamente associados ao seu parceiro pré-sináptico, os terminais da haste.

Figura 3: A morfologia da sinapse na OPL está preservada após a divisão da retina. Imagens de imunofluorescência confocal de uma retina dividida de um camundongo transgênico expressando GFP em hemácias sob o promotor Pcp2. Os níveis de expressão de GFP (azul) variam entre as hemácias na retina. Após a divisão, a retina foi fixada e, em seguida, incubada com anticorpos contra CtBP2 (verde) e RGS11 (vermelho) para marcar fitas sinápticas de fotorreceptores e pontas dendríticas ON-BC, respectivamente. Cada par vermelho-verde representa um contato sináptico entre uma haste e um ON-BC. Barras de escala = 10 μm. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
A divisão da retina mantém a viabilidade das hemácias
Para avaliar a viabilidade dos neurônios internos da retina após uma cisão, foi utilizado um corante nuclear de infravermelho próximo (MI-NIR) impermeável à membrana, que permite a identificação de células mortas. Após a incubação com MI-NIR, retinas divididas foram fixadas e, em seguida, marcadas com anti-PKCα para identificar hemácias. Micrografias confocais da retina dividida revelam variabilidade regional na viabilidade celular em todo o tecido, com algumas regiões experimentando taxas mais altas de morte celular do que outras. Essa variabilidade pode resultar de danos infligidos a determinadas regiões da retina durante os procedimentos de dissecção, divisão ou manuseio (Figura 4). Dado que os corpos celulares das hemácias residem na região mais externa do INL, próximo ao local da cisão, uma avaliação cuidadosa de sua viabilidade foi justificada. A escassa colocalização de PKCα e MI-NIR confirmou que a maioria das hemácias permanece viável após a divisão da retina (Figura 4).

Figura 4: As células bipolares dos bastonetes são viáveis após a divisão da retina. Micrografias confocais fluorescentes mostrando uma região de uma retina dividida em uma perspectiva plana. Após a separação, a retina viva foi incubada com corante MI-NIR (vermelho) por 30 min a 37 °C. A retina foi então fixada e imunomarcada com anticorpos contra PKCα para visualização das hemácias. Nessa região da retina, a colocalização de PKCα e MI-NIR é infrequente. MI-NIR colocaliza-se com núcleos (azuis) que não pertencem a hemácias. Abreviações: MI-NIR = mancha NIR viva/morta impermeável por membrana. Barras de escala = 10 μm. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Retinas divididas são passíveis de dupla FISH e IHC
Ao estender o tempo de fixação da CCI padrão, retinas divididas podem ser processadas sequencialmente por FISH e IHQ para marcar simultaneamente RNAs e proteínas17,18. Experimentos confirmaram que uma fixação de 2 h em paraformaldeído a 4% produz marcação robusta de RNAm, preservando epítopos proteicos para ligação de anticorpos. A FISH foi realizada em retinas divididas seguidas de IHQ para visualizar a expressão da subunidade δ do receptorGABA A (GABRD; sondas de RNAm anti-senso) em relação à posição das hemácias (anticorpo anti-PKCα) na INL externa (Figura 5A). A expressão do mRNA GABRD parece rara em hemácias (Figura 5A); no entanto, o transcrito é abundantemente expresso por células amácrinas e células ganglionares, como evidenciado pelo padrão de marcação em cortes transversais de uma retina intacta (Figura 5B). No INL externo (Figura 5A), o RNAm do GABRD distribui-se mais uniformemente em relação ao INL interno (Figura 5C), onde se concentra em células distintas. Sondas antisense direcionadas a outras subunidades do receptor GABA produzem padrões de marcação distintos, demonstrando a especificidade das sondas (dados não mostrados).

Figura 5: Dupla FISH e IHQ em uma retina dividida e uma retina intacta. (A, C) Micrografias confocais de uma retina dividida de montagem plana e (B) uma seção vertical de uma retina intacta. As imagens em (A) e (C) são projeções máximas de cortes ópticos nas regiões superior e inferior do INL, respectivamente. Os retângulos pontilhados em (B) representam os limites aproximados usados para criar as projeções mostradas em (A) e (C). A retina dividida (A, C) foi fixada por 2 h, depois marcada com sondas de mRNA antisenso contra GABRD (vermelho). Em seguida, a retina dividida foi corada com anticorpos contra PKCα para marcar hemácias (verde). O canal PKCα foi omitido das projeções do INL mais baixo para clareza. A retina íntegra em (B) foi fixada por 24 h antes da secção. Em seguida, a retina fixa foi marcada com sondas de mRNA antisenso contra GABRD (vermelho). Todas as amostras foram coradas com DAPI (azul) por 20 s antes da montagem com lamínulas. Abreviações: INL = camada nuclear interna. Barras de escala= 10 μm. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
As retinas divididas são adequadas para o registro eletrofisiológico de grampeamento de BCs e HCs
Para remendar uma soma BC ou HC em uma retina de montagem inteira tradicional, a pipeta deve se aproximar do lado da célula ganglionar ou do lado do fotorreceptor. Ambas as abordagens requerem a travessia de várias camadas da retina para alcançar o INL, durante o qual a ponta da pipeta muitas vezes fica obstruída por debris. Em uma preparação de corte de vibratomo, os somas BC e HC são facilmente acessíveis, mas seus processos dendríticos podem ser seccionados, interrompendo suas conexões laterais. Nas retinas divididas, no entanto, os corpos celulares das hemácias e HCs ficam na superfície do tecido, proporcionando um acesso muito melhor às pipetas de remendo enquanto preservam os circuitos laterais da OPL.
A Figura 6 mostra as respostas à luz quimicamente simuladas registradas a partir de CBs em uma retina dividida. O meio Ames perfundido foi suplementado com L-AP4 (4 μM), um agonista mGluR do grupo III, para simular a liberação de glutamato dos fotorreceptores no escuro. O antagonista mGluR6, CPPG (600 μM, em Ames), foi insuflado sobre os dendritos da célula patched (mantida a -60 mV) para simular um flash de luz via inibição de mGluR6. As células responderam aos sopros de CPPG com dois tipos de correntes internas. Um tipo mostra uma corrente transitória seguida de um platô (Figura 6A), semelhante às correntes canônicas evocadas pela luz registradas a partir de hemácias em cortes de retina19. O outro tipo permanece sustentado durante toda a duração do sopro (Figura 6B), assemelhando-se às correntes registradas a partir de células bipolares do cone ON (ON-GC)19.
Um experimento separado foi realizado para atingir HCs, um tipo celular com um amplo campo dendrítico que muitas vezes é difícil de preservar em preparações de cortes. Uma linhagem de camundongo expressando canal de rodopsina (ChR2) e GFP em HCs foi usada para facilitar a identificação em um microscópio de fluorescência. Primeiro, as correntes dos HCs foram registradas em resposta a uma série de etapas de despolarização (-100 mV a 50 mV, tamanho do passo = 15 mV) às quais responderam com correntes internas seguidas de correntes externas (Figura 6C). Essas células foram então estimuladas com um breve pulso de luz azul (200 ms, 470 nm) produzindo grandes correntes internas de ChR2 em duas células (Figura 6D).

Figura 6: Registros de patch clamp dos neurônios INL em retinas divididas. (A) Um hemácias putativas e (B) hemograma foram clampeados por voltagem a -60 mV em meio Ames perfundido contendo L-AP4 (4 μM). O sopro de CPPG (600 μM) sobre os dendritos das células pinçadas invocou uma corrente interna que era transitória na hemácia, mas sustentada no hemograma. O registro de CH em (A) é um traço único, enquanto o registro de hemograma em (B) representa a média de 3 traços. (C) Um registro de patch clamp de um HC em um vGATFLPo; vGlut2Cre; Rato Ai80d. A linha vermelha mostra a duração de um pulso de luz de 200 ms, 470 nm, usado para invocar a grande corrente interna através de ChR2. (D) Respostas de corrente injetada de um HC que foi fixado por tensão a -60 mV, em seguida, escalonado entre -70 mV e +35 mV em intervalos de 15 mV e retornado a -60 mV. O inset mostra os mesmos traços em uma janela de 6 ms ao redor do início da etapa de tensão. (E) Micrografia por imunofluorescência de uma retina dividida de montagem plana mostrando células horizontais expressando GFP em um vGATFLPo; vGlut2Cre; Rato Ai80d. Barra de escala = 20 μm. Os dados eletrofisiológicos foram coletados a uma taxa de amostragem de 20 kHz e filtrados com um filtro passa-baixa de Bessel a 5 kHz. Os dados foram então exportados e a visualização e análise off-line foram realizadas usando Python 3. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
A divisão da retina permite interrogar rapidamente a anatomia do INL e OPL
A membrana limitante externa (ELM) e a ONL da retina compreendem uma barreira de ~90 μm de espessura, que impede a difusão de anticorpos para a retina interna e cria condições de imunomarcação subótimas20,21,22. Portanto, a imunomarcação de alvos no OPL ou INL usando uma retina planmount convencional requer protocolos de coloração demorados que muitas vezes requerem incubações de anticorpos de 48-96 h 5,6,7,8,20,22.
A remoção dos fotorreceptores permite a rápida penetração de anticorpos nos neurônios internos da retina. Como resultado, a marcação de alvos proteicos da retina interna pode ser alcançada em apenas 1 h com o uso de anticorpos primários conjugados com corante. Anticorpos contra PKCα e Calbindin-D foram usados para marcar hemácias e HCs do INL, respectivamente (Figura 7). Ao contrário dos cortes verticais tradicionais da retina, que truncam os processos laterais dos neurônios de campo amplo, a preparação da retina dividida permite a visualização da árvore dendrítica completa de células de campo largo, como os HCs (Figura 6E, Figura 7).

Figura 7: Marcação imunológica rápida de proteínas internas da retina em uma retina dividida. Imagens de imunofluorescência confocal de uma retina dividida de uma perspectiva plana. A retina dividida foi incubada com anticorpos contra PKCα (amarelo) e Calbindina-D (verde) por 1 h à temperatura ambiente para marcar ON-BCs e HCs, respectivamente. (A) Cada imagem de canal único é uma projeção Z média composta por quatro seções ópticas: DAPI, Average z10-13; Calbindin-D, Média z11-14; PKCα, Média z11-14. (B) Na imagem mesclada, as mesmas projeções são sobrepostas. Barras de escala = 10 μm. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura suplementar 1: Principais etapas da dissecção de retina. Todas as imagens foram obtidas com uma câmera de smartphone montada nas lentes oculares de um microscópio de dissecção. (A) Uma imagem de cima para baixo de um olho de rato após a remoção da córnea. (B) Uma imagem de cima para baixo do óculos do rato após a remoção da lente. (C) Uma pequena incisão é feita na esclera no óculos do rato. As setas indicam os dois retalhos da esclera que são tracionados em direções opostas por pinças para começar a separar a retina da esclera. (D) Após a esclera ter sido parcialmente afastada da retina, uma tesoura de Vannas é inserida entre a esclera e a retina, e o nervo óptico é seccionado, liberando a retina. O círculo pontilhado vermelho mostra a cabeça do nervo óptico, e a tesoura demonstra a trajetória correta de corte (inserir tesoura entre a esclera e a retina). A retina isolada após a esclera é afastada. Clique aqui para baixar este arquivo.
Figura 2 Suplementar: Caracterização dos componentes pré e pós-sinápticos da LPO na retina dividida. Imagens de imunofluorescência confocal da OPL em uma retina dividida. A retina dividida foi incubada com anticorpos contra GPR179 e PSD95 por 1 h à temperatura ambiente para marcar as pontas dendríticas dos ON-BCs e os terminais dos fotorreceptores dos bastonetes, respectivamente. As imagens à esquerda e ao centro são projeções máximas de várias seções ópticas; as mesmas projeções são sobrepostas na imagem mais à direita. Puncta GPR179 nas pontas dendríticas ON-BC são vistos associando-se intimamente com os terminais fotorreceptores do bastonete, demonstrando contatos sinápticos intactos dentro da OPL. Barras de escala = 10 μm. Clique aqui para baixar este arquivo.
Figura suplementar 3: Solução de problemas: avaliação da qualidade de uma retina dividida. Micrografias fluorescentes de uma retina dividida coradas com DAPI para visualização dos núcleos celulares. As células podem ser identificadas com base no diâmetro e profundidade do tecido do núcleo. (A) Os núcleos fotorreceptores são menores, mais brilhantes e mais superficiais, enquanto (B) os núcleos BC são maiores, mais fracos e mais profundos. (C) Imagem de baixa magnificação de uma região onde os fotorreceptores foram removidos incompletamente. Os núcleos que aparecem em foco são de BCs, que são mais profundos do que os núcleos fotorreceptores nas bordas da imagem que aparecem fora de foco. Barras de escala para (A) e (B) = 20 μm. Barra de escala para (C) = 50 μm. Clique aqui para baixar este arquivo.