Summary

Transferencia génica eficaz en polluelo retinas para estudios de cultivo celular primario: Un<em> Ex-ovo</em> Enfoque electroporación

Published: November 02, 2015
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Summary

Cultivos de células de la retina de embriones de pollo constituyen herramientas valiosas para el estudio de la biología de los fotorreceptores. Hemos desarrollado una técnica de transferencia de genes eficiente, basado en ex ovo plásmido electroporación de las retinas antes del cultivo. Esta técnica aumenta considerablemente la eficiencia de transfección a través de protocolos disponibles en la actualidad, lo que hace posible la manipulación genética para este sistema.

Abstract

Los cultivos de fotorreceptores enriquecido cono derivados de las retinas de embriones de pollo se han convertido en una herramienta indispensable para los investigadores de todo el mundo que estudian la biología de las neuronas de la retina, en particular los fotorreceptores. Las aplicaciones de este sistema van más allá de la investigación básica, ya que se pueden adaptar fácilmente a las tecnologías de alto rendimiento para el desarrollo de fármacos. Sin embargo, la manipulación genética de fotorreceptores de la retina en estos cultivos ha demostrado ser muy difícil, que presenta una importante limitación a la utilidad del sistema. Recientemente hemos desarrollado y validado un ex ovo técnica de electroporación plásmido que aumenta la tasa de transfección de células de la retina en estos cultivos por cinco veces en comparación con otros protocolos disponibles en la actualidad 1. En este método los ojos de embriones de pollo se enucleados en la etapa 27, se retira el RPE, y la copa de la retina se coloca en una solución que contiene el plásmido y se electroporó usando Custom- de fácil construcciónelectrodos hechos. Las retinas son entonces disocian y se cultivan utilizando procedimientos estándar. Esta técnica se puede aplicar a los estudios de sobreexpresión, así como a la regulación a la baja de la expresión génica, por ejemplo, mediante el uso de la tecnología del RNAi plásmido impulsado, comúnmente la consecución de la expresión del transgén en 25% de la población de los fotorreceptores. El formato de vídeo de la presente publicación hará que esta tecnología de fácil acceso para los investigadores en el campo, lo que permite el estudio de la función de genes en cultivos de retina primarios. También hemos incluido una explicación detallada de los pasos críticos de este procedimiento para un resultado exitoso y reproducibilidad.

Introduction

Cultivos de células disociadas de retinas de embriones de pollo se han utilizado ampliamente para estudiar diversos aspectos de la biología de las células fotorreceptoras, incluyendo su supervivencia 2-9 diferenciación 10-12, el crecimiento de neuritas 13, y más. Las ventajas de este sistema, desarrollado en la década de 1980 por Rubén Adler y colaboradores y perfeccionadas por él y para otros grupos de 14-20, residen en las características intrínsecas de la chica como un modelo animal 21. El gran tamaño del ojo polluelo, incluso en las etapas embrionarias, proporciona grandes cantidades de material para cultivos. Por otra parte, cuando los cultivos se realizan con el día embrionario (ED) 5 – 6 retinas, el 55 – 80% de sus células progenitoras diferenciar como fotorreceptores 14,15,18,22,23, y desde aproximadamente el 86% de los fotorreceptores en este animal son conos 24, estas culturas son especialmente adecuados para estudios centrados en este tipo de células.

Recientemente hemos desaped y caracterizado una técnica sencilla que permite una alta eficiencia plásmido transfección de las células en estos cultivos, ampliando así la utilidad de este sistema, facilitando estudios missexpression genética 1. El desarrollo de esta técnica se deriva de un vacío en la literatura científica de métodos que proporcionen un nivel aceptable de la transfección para permitir el estudio de la función génica en una célula de manera autónoma. Esto es en parte debido a cultivos neuronales primarios son notoriamente difíciles de transfectar 25,26. Algunas de las técnicas más comúnmente utilizadas previamente disponibles para este propósito incluyen métodos de transfección químicos tales como lipofección o calcio transfección mediada por fosfato, que se traducen en una mayor eficacia en el orden de 3-5% y puede ejercer una toxicidad considerable, 27-32. A pesar de que el uso de plásmidos con un sistema reportero enzimática puede eludir el problema de la pobre eficiencia de la transfección mediante la amplificación de la señal, no lo hacendiscriminar los efectos específicos de la célula, y sus resultados se basan en una población de células pequeñas que pueden no ser representativos del conjunto. Otro método ampliamente utilizado en el pollo, infección por el virus RCAS, sólo es aplicable a las células en proliferación y por lo tanto no es adecuado para este sistema de cultivo primario de la retina 33.

En el protocolo actual ojos de embriones de pollo se enucleados en la etapa 27 (ED 5), se retira el epitelio pigmentado de la retina (RPE), y la copa de la retina se coloca en una cámara de electroporación llena con una solución que contiene el plásmido y electroporación utilizando a medida electrodos, seguido por la disociación de la retina y de cultivo utilizando técnicas estándar 21. Después de la optimización de este procedimiento hemos sido capaces de alcanzar consistentemente las eficacias de transfección en el orden del 22% del número total de células en cultivo y 25% dentro de la población de los fotorreceptores solo, sin comprometer las características de supervivencia y diferenciación de lasculturas 1. Aquí proporcionamos un protocolo detallado que describa todos los pasos importantes de este procedimiento a fin de garantizar el éxito y la reproducibilidad de esta técnica.

Protocol

Todos los procedimientos descritos en este trabajo se realizaron de acuerdo a las pautas recomendadas por el Cuidado de Animales y el empleo Comisión de la Universidad Johns Hopkins. 1. Antes de Tiempo: Preparación de Instrumentos, reactivos y Platos Preparación de los huevos: Incubar huevos de gallina fertilizados White Leghorn a 37,5 ° C y una humedad relativa del 60% durante 5 días en una incubadora de huevos. NOTA: Una incubadora con balanceo de la capacidad puede …

Representative Results

Aquí presentamos un protocolo sencillo para el plásmido transfección en vasos de la retina de pollo enucleados para el cultivo celular disociada subsiguiente. La transfección se consigue mediante electroporación utilizando fácil de hacer electrodos personalizados (Figuras 1 – 2). Los parámetros descritos en este protocolo se han optimizado para obtener eficiencias de transfección que oscilan entre el 20 y el 27% (con un promedio de 22%) (Figura 3D). Tenga en cue…

Discussion

El paso más crítico para el éxito de este protocolo es la selección de la etapa apropiada de los embriones. En publicaciones anteriores, se da una serie de etapas embrionarias de estas culturas, por lo general definido por los días del día de incubación o embrionarias (ED); por lo que se suele suponer que el uso de ED 5 de ED 6 embriones producirá resultados equivalentes. Sin embargo, hemos encontrado que en el escenario 27 (ED 5), la eficiencia de transfección será de alrededor de 22% de la población total d…

Divulgaciones

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

We would like to acknowledge David O’Brien for his support with data analysis, and all the members of the Canto-Soler lab for their critical discussions. This work was supported by NIH grants EY004859 and EY022631 (MVCS), Core Grant EY1765, and an unrestricted departmental grant from Research to Prevent Blindness, Inc.

Materials

ECM 830 Electro Square Porator BTX/ Harvard Apparatus 45-0052
Genetrode, L-Shaped, 5 mm Gold Tip BTX/ Harvard Apparatus 45-0115 model 512 Gold tipped electrode used as anode
Polyimide Tubing Vention Medical custom made Internal Diameter: 0.5mm / wall thickness: 0.15-0.2mm. Used for insulating gold tiped electrode
2.5mm square box filament, 4.5mm wide Sutter Instrument Company FB245B Used to make cathode electrode
HBSS, no calcium, no magnesium, no phenol red Gibco – Life Technologies 14175-095
Moloney forceps Roboz RS-8254 Serrated; Slight Curve; 4.5" Length
Dumont tweezers 5/45 Roboz RS-5058 Pattern #5, 45 Degree Angle; .10 X .06mm Tip Size; 109mm Length
Bonn micro forceps, 1×2 teeth Roboz RS-5172 Tying Platform; 1X2 Teeth, 0.12mm Teeth; 3.75" Length; .3mm Tip Width

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Vergara, M. N., Gutierrez, C., Canto-Soler, M. V. Efficient Gene Transfer in Chick Retinas for Primary Cell Culture Studies: An Ex-ovo Electroporation Approach. J. Vis. Exp. (105), e52002, doi:10.3791/52002 (2015).

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