Préparation du cœur de Drosophila : une technique pour étudier la physiologie cardiaque dans la mouche adulte

- Différent de celui des vertébrés, le cœur de Drosophila fait partie d’un système circulatoire ouvert. Le cœur d’une mouche adulte est une structure en forme de tube construite à partir de cardiomyocytes qui est reliée à l’épiderme par les muscles alary et intégrée dans la matrice extracellulaire. La chambre du cœur se trouve à l’extrémité postérieure de la mouche et pompe le hemolymph dans l’aorte d’où elle s’écoule dans la cavité du corps ouvert.

Chez les insectes, l’hémolympe sert à la fois de sang et de liquide interstitiel, transportant des nutriments, des molécules de signalisation et des cellules immunitaires. D’autres repères du cœur comprennent l’ostia, qui sont des ouvertures le long du tube, et des valves intracardiaques. Les cellules péricardiques sont localisées le long du tube cardiaque et font partie du système excréteur de la mouche.

Dans une préparation cardiaque expérimentale, l’hémolympe artificiel imite les conditions physiologiques pour préserver la fonction tissulaire. Bien que l’hémolympe naturel ne soit pas responsable de l’échange de gaz, l’hémolympe artificiel doit être bien oxygéné pour remplacer l’absence d’un système trachéal fonctionnel. Dans l’expérience suivante, nous démontrons une préparation cardiaque semi-intacte à partir d’une mouche adulte pour l’imagerie vivante ou l’électrophysiologie.

- Avant de commencer, nous préparons d’abord une solution artificielle d’hémolympe. Cette solution contient du saccharose et de la tréhalose, qui devraient être ajoutés à l’hémolympe artificiel à partir de solutions de bouillon réfrigéré juste avant utilisation afin d’éviter la contamination bactérienne. Apportez le hemolymph artificiel à température ambiante et oxygénez la solution par bouillonnement d’air pendant au moins 15 minutes.

Ensuite, tirez plusieurs capillaires fins à l’aide d’un puller pipette standard, qui sera nécessaire pour l’enlèvement des corps gras dans la mouche.

Une fois que tout a été préparé, les mouches adultes doivent être anesthésiées. Cela peut être fait en utilisant une brève exposition à la sieste à la mouche pendant deux à cinq minutes, mais attention à ne pas laisser les mouches dans la sieste à la mouche plus de cinq minutes. L’exposition à court terme au froid peut également être utilisée pour anesthésier les mouches, mais le dioxyde de carbone n’est pas recommandé car il a des effets plus durables sur la fréquence cardiaque et la rythmique.

Ensuite, les mouches anesthésiées sont placées, côté dorsale vers le bas, dans une boîte de Pétri recouverte d’une fine couche de gelée de pétrole. La cuticule hydrophobe dans les ailes et le corps doit s’en tenir de façon inverse à la gelée, mais la mouche peut être repositionnée si nécessaire. Une première coupe est faite à l’aide d’une paire incurvée de ciseaux à ressort. Cela se fait en plaçant les lames de ciseaux sous les jambes de la mouche et inclinée vers le bas vers la surface dorsale du thorax près du cou.

La tête, le cordon nerveux ventral et les jambes sont enlevés d’une seule coupe. Une fois coupée, la préparation est ensuite immergée dans la solution oxygénée d’hémolymph artificiel. À l’aide de ciseaux à ressort, la pointe postérieure de l’abdomen, qui est composée du segment abdominal 7 et 8, est enlevée avec une seule coupe. Cela permet de faire des coupures latérales le long des deux bords de l’abdomen et sert à rompre la connexion entre l’intestin postérieur et la cuticule abdominale.

Insérer les lames des ciseaux dans la petite ouverture dans le bout de l’abdomen et couper la cuticule latéralement. Cela libère un bord de la cuticule ventrale. Saisir le rabat avec des forceps et faire une coupe similaire le long du bord latéral opposé de l’abdomen. Le rabat libéré de cuticule abdominale ventrale peut maintenant être enlevé.

L’intestin et d’autres organes abdominaux peuvent généralement être enlevés comme une seule masse à l’aide de forceps bijoutiers et tir léger. L’ablation des organes internes révèle le tube cardiaque battant, qui est toujours attaché à la cuticule dorsale par de petits muscles alary et est entouré par des corps gras. Les capillaires tirés sont insérés dans le plastique, tube de 1/16 pouces attaché à une source de vide. La force d’aspiration est proportionnelle à la pointe de diamètre, de sorte pipettes avec des pointes de plus de 40 microns de diamètre ne doit pas être utilisé.

Une fois mis en place, ce système d’aspiration est utilisé pour aspirer l’excès de graisse autour du tube cardiaque. Il peut également être utilisé pour éliminer les bulles d’air qui s’accumulent autour de la cuticule et les débris. Il faut prendre un soin extrême pour éviter de toucher le cœur lui-même, et parce que la partie postérieure du cœur est très fragile, cette région doit être évitée complètement. Le tube cardiaque adulte Drosophila est maintenant exposé et devrait battre.

Si nécessaire, la cuticule et le cœur attaché peuvent être repositionnés en soulevant doucement la cuticule de la gelée de pétrole et en l’apprivoisant soigneusement vers le bas, en évitant à nouveau tout contact avec le tissu cardiaque. À ce stade, la solution de bain de la préparation doit être remplacée par de l’hémolympe frais et artificiel. Cette préparation doit être autorisée à s’équilibrer pendant 20 à 30 minutes avec oxygénation avant toute manipulation. Si la préparation doit être maintenue pendant plus de 60 minutes, elle doit être réinfusée avec du hemolymph artificiel frais. Cette préparation est maintenant prête à être utilisée pour l’enregistrement optique et peut également être utilisé pour l’enregistrement électrophysiologique ou pour les manipulations histologiques.