Culture d’explants d’études du développement

Developmental Biology

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Summary

Culture de l’explant est une technique dans laquelle les tissus ou les cellules vivantes sont supprimés d’un embryon de développement continu à l’extérieur de l’organisme. Cette approche ex vivo permet aux chercheurs de manipuler et d’observer les tissus en voie de développement d’une manière qui n’est pas possibles en vivo. Une fois établie, la culture explant est fréquemment utilisée pour comprendre le rôle des gènes et molécules de signalisation dans l’organogenèse.

Cette vidéo sera tout d’abord introduire les principes de base de la culture de l’explant et démontrer un protocole visant à isoler et de cultiver des tissus de mammifères explantés. On discutera ensuite les méthodes communes de génétiques moléculaires et de manipuler des cultures d’explants. Enfin, les téléspectateurs découvriront comment explant techniques sont actuellement appliquées pour étudier le développement des organes.

Cite this Video

JoVE Science Education Database. Notions essentielles de biologie du développement. Culture d’explants d’études du développement. JoVE, Cambridge, MA, (2017).

Culture de l’explant est une technique dans laquelle les organes et tissus entiers sont supprimés, ou « cultivés », d’un fœtus ou l’embryon et sont cultivée sur le corps, soit «ex vivo. » Ces méthodes offrent une fenêtre unique pour nous aider à comprendre le processus de développement en permettant l’observation directe des organes et tissus croissance, un processus appelé organogenèse.

Cette vidéo va examiner les principes fondamentaux de la culture de l’explant, exposent les étapes clés de la procédure, discuter manipulations typiques et fournissent des applications spécifiques de cette technique dans les études sur le développement.

Avant de décrire comment la culture des explants, passons en revue certains des principes derrière cette technique.

Culture d’explants est applicable à une variété de tissus embryonnaires d’un large éventail d’organismes. Cette technique est idéal pour l’étude du développement des organes, comme les changements structurels, appelée morphogénèse, peut directement observer en fonction du temps. En outre, les tissus peuvent être traitées avec des molécules expérimentales pour déterminer leur impact sur le développement. De plus, culture des explants est associé à des outils moléculaires pour modifier la microscopie de fluorescence et de l’expression génique, il devient un outil puissant pour aborder les questions de différenciation cellulaire et tissulaire.

Ensuite, passons en revue un protocole pour la culture d’explants de tissus de mammifères.

Pour démarrer la procédure, embryons sont supprimés d’un rongeur enceinte euthanasié. Après l’ablation des membranes environnantes, l’embryon est isolé. Les tissus ou organes d’intérêt sont ensuite isolés de l’embryon extrait et transférés à plaques pour la croissance. Des milieux contenant des antibiotiques sont ajoutés et les plaques sont cultivées dans un incubateur pour 37° C. Des explants de tissus sont maintenant prêts pour la manipulation.

Une fois établies des cultures d’explants, plusieurs types de manipulations peuvent être effectuées.

Par exemple, le tissu explanté peut être génétiquement manipulé pour évaluer le rôle d’un gène d’intérêt sur un processus de développement spécifique. Ceci peut être réalisé par l’introduction de matériel génétique dans le tissu à l’aide de techniques comme l’électroporation, dans lequel un champ électrique est utilisé pour exciter l’ADN injecté dans les cellules voisines.

Les explants sont aussi fréquemment utilisés pour tester les rôles que jouent les molécules de signalisation, comme facteurs de croissance, dans l’organogenèse. Tissus cultivés in vitro est très utile pour ces types d’études parce que le traitement par le composé est aussi simple que d’ajouter dans les milieux de culture. Cependant, petites perles imbibés de composés expérimentaux peuvent également être implantés dans le tissu pour une approche plus contrôlée à un traitement chimique.

Quel que soit l’approche, un avantage majeur de la technique de l’explant est que les effets des manipulations expérimentales peuvent être facilement visualisés en temps réel, en utilisant la microscopie lumineuse ou fluorescente.

Maintenant, regardons certaines applications spécifiques de la culture de ex vivo .

Tout d’abord, des explants représentent un modèle de système dans lequel le tissu développement peut être directement visualisée. Par exemple, ces chercheurs ont prélevé le pancréas en développement embryonnaires souris et il cultivés sur des plats de fond en verre pour une meilleure image.

Développement du tissu peut être observée au microscope photonique, mais l’utilisation de tissus transgéniques exprimant des marqueurs fluorescents fournit une vue encore plus détaillée des processus de développement, comme le tubule en herbe. Explantés tissus peuvent également être soumis à immunohistochimie, qui permet aux chercheurs de suivre l’évolution des types de cellules spécifiques, comme les cellules productrices d’insuline, montrés ici en bleu et vert.

Une autre application des cultures d’explants doit aider à déchiffrer le rôle de certaines molécules, comme facteurs de croissance, dans l’organogenèse.

Ici, des explants de poumons foetaux disséqués E12.5 embryons de souris ont été cultivées en présence ou en absence d’un facteur de croissance jusqu'à 48 heures. Les résultats indiquent que ce facteur de croissance inhibe la formation des voies respiratoires dans les poumons foetaux.

Enfin, les explants d’embryons au stade précoces peuvent être utilisés pour déterminer les mécanismes qui contrôlent l’expression des gènes pendant les premiers stades de l’embryogenèse.

Ces chercheurs explantées deux types de cellules différents dès le stade de 16 cellules d’embryons de grenouilles : ceux qui sont destinés à former des structures dorsales et celles qui contribueront aux structures ventrales. Les explants ont permis de développer pour environ un jour avant la coloration pour caractériser le modèle d’expression d’un gène spécifique au tissu dorsal.

Comme expression de ce gène a été observée uniquement chez les explants de la région dorsale, on a conclu que les programmes d’expression de gène ont été encodés dans ces cellules embryonnaires, plutôt que d’être dirigé par des interactions cellule-cellule qui surviennent plus tard dans le développement.

Maintenant, nous avons vu des systèmes de culture des explants et observé comment il peut être utilisé dans les études sur le développement. Cette technique est un outil puissant qui facilite la compréhension des mécanismes moléculaires qui sous-tendent le développement animal. Merci de regarder !

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