L'allevamento, il mantenimento e le procedure sperimentali degli animali sono stati condotti in conformità con l'UK Animals (Scientific Procedures) Act 1986, autorizzato dal Ministero dell'Interno, e con il Decreto Presidenziale 56/2013 della Repubblica Ellenica, esaminati dagli Organi di Revisione Etica e per il Benessere degli Animali delle Università di Cambridge e Patrasso, nonché approvati e controllati dal Comitato locale per la cura e l'uso degli animali della Prefettura (Numero di protocollo: 5675/39/18-01-2021). Sono stati utilizzati ratti maschi e femmine di Sprague-Dawley, Wistar e Long-Evans, con età variabile tra i 2 e i 4 mesi e con peso corporeo compreso tra 150 g e 250 g. Il protocollo è riepilogato graficamente nella Figura 1.
1. Rilascia la preparazione del cocktail
NOTA: Preparare fresco il giorno della procedura e conservare sul ghiaccio. Le quantità sono indicate per 2 μL da iniettare per via endovenosa in ciascun ventricolo laterale. Preparare 1 μL aggiuntivo per ogni iniezione prevista.
- Preparare 0,5 μL di neuraminidasi 500 mU da Clostridium perfringens (Clostridium welchii).
NOTA: Conservare in formato 1 U/μL diluito in acqua sterile a -20 °C. Altri tipi di neuraminidasi non sono stati testati.
- Preparare 1 μL contenente 1 μg di anticorpo bloccante l'integrina-β1.
NOTA: Conservare a 4 °C.
- Preparare 0,5 μL contenenti 0,5 μg di fattore di crescita basico dei fibroblasti (FGF-basico umano ricombinante).
NOTA: Conservare in formato 1 μg/μL diluito in acqua sterile a -20 °C.
2. Iniezione del cocktail di rilascio
NOTA: L'intero processo può essere eseguito entro 20 minuti. Avere cura di eseguire l'intervento chirurgico in condizioni asettiche. Pulire tutte le superfici con antisettico (ad es. perossido di idrogeno al 3% o al 6%). Utilizzare strumenti, guanti, camici e teli sterilizzati in autoclave o facilmente sterili.
- Anestetizzare l'animale da esperimento mediante inalazione di isoflurano (2,5% per induzione e 2% per mantenimento). Confermare la profondità dell'anestesia controllando il riflesso corneale, la reazione agli stimoli (test di pizzicamento degli arti posteriori e della coda) e la modalità di respirazione.
NOTA: Le procedure chirurgiche possono essere eseguite in anestesia generale indotta da anestesia iniettabile intraperitoneale (ad es. ketamina [40 mg/kg] e xilazina [10 mg/kg]). L'anestesia profonda è stata confermata controllando il riflesso corneale, la reazione agli stimoli (test di pizzicamento degli arti posteriori e della coda) e la modalità di respirazione.
- Somministrare analgesia per via sottocutanea (ad es. 0,3 mg/mL di buprenorfina) dopo l'induzione dell'anestesia.
- Montare il ratto sul telaio stereotassico.
- Radere il pelo della testa con un rasoio e pulire la pelle con un antisettico, come una soluzione di iodio povidone al 10% e poi alcool. Applicare l'antisettico tre volte utilizzando tamponi di cotone sterili. Strofinare con movimenti circolari per 3-5 secondi ogni volta. Applicare un unguento per gli occhi per prevenire la secchezza.
- Fai un'incisione di 2 cm nella pelle della testa lungo la linea mediana usando un bisturi sterile.
- Pulisci meticolosamente il cranio utilizzando tamponi sterili e soluzione fisiologica sterile.
- Identificare il bregma utilizzando il bordo dell'ago di una siringa Hamilton da 10 μL montata sul dispositivo stereotassico. Impostare il bregma come "punto 0,0".
NOTA: Il bregma è identificato come il punto di intersezione tra la sutura sagittale e quella coronale. Maggiori dettagli possono essere trovati nell'atlante del cervello dei ratti di Paxinos e Watson5.
- Spostare il dispositivo alle coordinate anteroposteriore (AP) = 0,3 mm, laterale (L) = +1,2 mm (per puntare la SEZ) o AP = 1,5 mm, L = +2,0 mm (per mirare alla CC).
- Praticare un foro di 1 mm utilizzando un trapano dentale.
NOTA: Quando si perfora a mano, fare attenzione a non ferire la superficie corticale. L'emorragia non dovrebbe essere considerevole. Eliminare il sangue con soluzione fisiologica e applicare pressione per fermare l'emorragia più persistente.
- Caricare 4 μL del cocktail di rilascio nella siringa Hamilton da 10 μL.
- Abbassare l'ago (preferibilmente smussato o conico) della siringa Hamilton in modo da entrare in contatto con la dura.
- Inserire l'ago alla profondità desiderata (D = 3,5 mm).
NOTA: Versare soluzione fisiologica sulla superficie della dura per mantenere il tessuto idratato.
- Infondere 2 μL del cocktail di rilascio alla velocità di 1 μL/min.
- Lasciare l'ago in posizione per altri 2 minuti prima di un recupero lento per evitare che il cocktail di rilascio emerga.
- Ripetere i passaggi 2.8-2.14 per l'altro emisfero alle coordinate AP = 0.3 mm, L = -1.2 mm (per puntare alla SEZ) o AP = 1.5 mm, L = -2.0 mm (per puntare al CC).
- Suturare l'incisione con nylon 5-0 (diametro 0,1 mm) e pulire l'area suturata con antisettico.
- Rimuovere la maschera che fornisce l'anestetico e trasferire l'animale nell'area di monitoraggio post-operatoria.
NOTA: Il recupero dall'anestesia e il mantenimento dell'incubito devono avvenire entro 5-10 minuti e il recupero completo (comportamento normale) entro 25 minuti.- Monitorare attentamente il recupero (movimento vivido e ininterrotto, accesso frequente all'acqua) in uno spazio ben riscaldato (24-25 °C), tranquillo e senza lettiera di piccole particelle, che possono ostruire le vie aeree. Riportare l'animale in compagnia dei suoi compagni di gabbia (non a nuovi animali) solo dopo aver confermato il completo recupero.
- Monitorare l'animale presso la struttura di mantenimento per almeno 48 ore dopo l'intervento. Affrontare i segni di dolore (occultamento della testa, postura anomala della testa o del corpo, ipersensibilità e ipereccitabilità alla manipolazione) somministrando analgesia (ad es. 0,3 mg/mL di buprenorfina, per via sottocutanea). Indirizzare gli animali con pelo scolorito o eretto al veterinario responsabile.
3. Biopsia liquida del liquido cerebrospinale (CSF)
NOTA: L'intero processo può essere eseguito entro 10 minuti. La biopsia liquida qui descritta viene eseguita 3 giorni dopo l'iniezione del cocktail di rilascio, ma può essere eseguita esattamente allo stesso modo ogni volta che è necessario. Avere cura di eseguire l'intervento chirurgico in condizioni asettiche. Pulire tutte le superfici con antisettico (ad es. perossido di idrogeno al 3% o al 6%). Utilizzare strumenti, guanti, camici e teli sterilizzati in autoclave o facilmente sterili.
- Anestetizzare l'animale mediante inalazione di isoflurano (2,5% per induzione e 2% per mantenimento). Confermare la profondità dell'anestesia controllando la cornea
il riflesso, la reazione agli stimoli (test di pizzicamento degli arti posteriori e della coda) e la modalità di respirazione.
NOTA: Le procedure chirurgiche possono essere eseguite in anestesia generale indotta da anestesia iniettabile intraperitoneale (ad es. ketamina [40 mg/kg] e xilazina [10 mg/kg]). Tuttavia, questo non è consigliabile in quanto la procedura è breve, soprattutto se le biopsie verranno eseguite più volte in giorni consecutivi.
- Somministrare analgesia per via sottocutanea (ad es. 0,3 mg/mL di buprenorfina) dopo l'induzione dell'anestesia.
- Montare l'animale da esperimento sul telaio stereotassico. Utilizzare le barre auricolari per fissare la testa senza ostacolare il movimento rotatorio verso la parte anteriore e posteriore.
- Stabilizzare la testa con un angolo di 40° verso il basso in modo da ottenere una buona estensione della parte posteriore del collo.
NOTA: Un modo per farlo è utilizzare la barra della bocca del dispositivo6.
- Radere il pelo nella zona del collo usando un rasoio e pulire la pelle con un antisettico, come una soluzione di iodio povidone al 10% e poi alcool. Applicare l'antisettico tre volte utilizzando tamponi di cotone sterili. Strofinare con movimenti circolari per 3-5 secondi ogni volta.
- Con la punta del dito, trova l'area depressiva a forma di rombo posizionata tra la protuberanza occipitale e la colonna vertebrale dell'atlante6.
- Disegna un punto (ad esempio, usando un pennarello).
- Fissare una siringa da 1 mL o 0,5 mL sul telaio stereotassico.
NOTA: Si consiglia di utilizzare siringhe con aghi non staccabili in quanto producono una migliore aspirazione e hanno un volume morto inferiore.
- Portare l'ago nel punto di contatto con la pelle in corrispondenza del punto di riferimento.
- Con un paio di pinze, sollevare la pelle abbassando la siringa attraverso gli strati cutanei.
- Recuperare leggermente lo stantuffo per generare una pressione negativa nella siringa.
- Ricominciare a immergere l'ago molto lentamente fino a quando nella siringa non compare del liquido cerebrospinale.
- Sistemare l'ago in questa posizione e consentire il lento flusso del liquido cerebrospinale.
NOTA: L'ago può essere abbassato o sollevato leggermente se il flusso del liquido cerebrospinale è molto lento.
- Iniziare a rimuovere il liquido cerebrospinale lentamente (con incrementi di 40 μL/min) fino a 120 μL.
- Recuperare lentamente la siringa.
- Somministrare per via intraperitoneale 1 ml di siero normale per supportare il rifornimento di liquidi dell'animale da esperimento.
- Miscelare la biopsia liquida (CSF) con 400 μL di terreno NSC e mantenere la provetta per microcentrifuga a 4 °C fino al successivo utilizzo.
NOTA: Le biopsie liquide devono essere processate entro 3 ore se non congelate.
- Rimuovere la maschera che fornisce l'anestetico e trasferire l'animale nell'area di monitoraggio post-operatoria.
NOTA: Il recupero dall'anestesia e il mantenimento dell'incubito devono avvenire entro 5-10 minuti e il recupero completo (comportamento normale) entro 25 minuti.- Monitorare attentamente il recupero (movimento vivido e ininterrotto, accesso frequente all'acqua) in uno spazio ben riscaldato (24-25 °C), tranquillo e senza lettiera di piccole particelle, che possono ostruire le vie aeree. Restituire l'animale alla compagnia dei suoi compagni di gabbia (non ai nuovi animali) solo dopo che è stato confermato il completo recupero.
- Monitorare l'animale presso la struttura di mantenimento per almeno 48 ore dopo l'intervento. Se si osservano segni di dolore (occultamento della testa, postura anomala della testa o del corpo, ipersensibilità e ipereccitabilità alla manipolazione), somministrare analgesia (ad es. 0,3 mg/mL di buprenorfina per via sottocutanea). Indirizzare gli animali con pelo scolorito o eretto al veterinario responsabile.
4. Processamento di tessuti per immunofluorescenza
- L'eutanasia dell'animale mediante infusione intracardiaca di 20 mL di soluzione fisiologica ghiacciata, seguita da 50 ml di paraformaldeide ghiacciata al 4% (PFA; in soluzione salina tamponata con fosfato) [PBS] di pH = 7,4).
- Sezionare il tessuto cerebrale.
- Separa la testa dal corpo usando le forbici per fare un taglio nella zona cervicale. Usa le forbici per rimuovere la pelle e poi taglia l'osso del cranio lungo la linea mediana sagittale, con le punte delle forbici rivolte verso l'alto per non danneggiare il tessuto cerebrale. Cerca di continuare a tagliare il più possibile, superando la linea mediana coronale.
- Utilizzare le pinze per rimuovere le ossa, partendo dalle ossa sopraoccipitali e parietali e infine dalle ossa frontali.
- Una volta che il tessuto cerebrale è stato rivelato, usa la pinza o una spatola per sollevarlo dal cranio. Per facilitare questo, taglia i nervi alla base del cervello e i bulbi olfattivi, se non lo desideri.
- Post-fissare il tessuto per una notte in PFA al 2% a 4 °C.
- Crioproteggere il tessuto con saccarosio al 30% (in PBS) per almeno 48 ore a 4 °C fino a quando il tessuto non affonda sul fondo.
- Congelare il tessuto a -80 °C.
- Tagliare il tessuto cerebrale in sezioni coronali spesse 14 μm con un criostato.
- Eseguire la colorazione in immunofluorescenza utilizzando protocolli standard 3,7
- Incubare le sezioni con tampone bloccante (3% albumina sierica bovina [BSA], 0,1% Triton X-100, in PBS) per 2 ore a temperatura ambiente.
- Eseguire il recupero dell'antigene (ebollizione per 15 minuti in tampone citrato 10 mM, pH = 6,0, utilizzando barattoli di vetro).
NOTA: Questo passaggio è facoltativo, ma necessario per gli antigeni nucleari.
- Portare a temperatura ambiente e incubare con anticorpi primari contro la proteina acida fibrillare gliale (GFAP), la doppia cortina (Dcx), S100β e la β-catenina (vedere la tabella dei materiali) nel tampone bloccante per una notte a 4 °C.
- Incubare per 2 ore con anticorpi secondari in PBS con 4',6-diamidino-2-fenilindolo (DAPI) per la controcolorazione nucleare a temperatura ambiente (vedere la tabella dei materiali).
- Montare i vetrini coprioggetti.
5. Processamento di cellule isolate per immunofluorescenza
- Placcare le cellule in piastre a 96 pozzetti compatibili per la microscopia, rivestite con poli-D-lisina (100 μg/mL).
- Fissare le celle in PFA ghiacciato al 2% per 10 minuti e lavarle 3 volte con PBS.
- Eseguire l'immunofluorescenza utilizzando le procedure standard3,7 per PDGFRα, GFAP, Dcx, SOX2 e ID3 (vedere la tabella dei materiali).
- Tenere le celle in PBS + NaN3 (0,1%) a 4 °C al buio.
6. Microscopia e analisi delle immagini
- Acquisisci immagini utilizzando l'epifluorescenza o la microscopia confocale ed esegui la conta cellulare utilizzando strumenti software standard per l'analisi delle immagini, come i contatori di cellule.