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Notre méthode utilise des rats DA. L’adaptation aux souris nécessitera probablement l’utilisation d’un cathéter et de vis plus petits. Il convient également de garder à l’esprit que l’évolution de la maladie, la réponse inflammatoire et l’étendue de la démyélinisation peuvent différer de ce qui est présenté ici si une espèce / souche différente est utilisée. De telles différences ont été observées avec des modèles EAE classiques utilisant différentes souches de souris. MOG92-106 d’origine rat, par exemple, a entraîné une EAE progressive primaire ou progressive secondaire chez les souris A.SW, tandis qu’elle a induit une EAE récurrente-rémittente chez les souris SJL / J46. Des animaux de la même souche devraient donc être utilisés. Des différences entre les sexes dans la manifestation de l’EAE ont également été rapportées dans diverses études antérieures24. On pourrait s’attendre à l’apparition de tels effets de genre pour le protocole décrit ici, mais il reste à valider dans d’autres expériences.
L’administration intrapéritonéale (IP) d’un mélange d’anesthésiques comprenant 0,02 mg/mL de fentanyl, 0,4 mg/mL de midazolam et 0,2 mg/mL de médétomidine est utilisée pour l’intervention chirurgicale. Les rats DA mâles adultes pesant de 270 à 300 g ont besoin d’environ 0,4 à 0,6 mL de ce mélange(c’est-à-direenviron 1,5 mL / kg) pour induire une anesthésie d’une durée de 60 à 90 min. Après la chirurgie, l’anesthésie est antagonisée par une injection sous-cutanée d’un antidote comprenant 0,07 mg/mL de flumazénil et 0,42 mg/mL d’atipamezole dans une solution saline physiologique (0,9% de NaCl). Une dose de 1 à 1,5 mL/kg antagonise l’anesthésie en 5 min. Alternativement, les animaux peuvent être autorisés à se réveiller spontanément lors d’un lavage physiologique des anesthésiques, mais dans ce cas, les animaux devraient être gardés sous observation jusqu’à ce qu’ils soient pleinement conscients.
D’autres options d’anesthésie fréquemment utilisées pour les chirurgies animales, telles qu’une injection IP de kétamine et de xylazine47 ou de pentobarbital de sodium48,ou une inhalation d’anesthésiques volatils comme l’isofluorane49 et l’halothane50,peuvent également être envisagées pour la chirurgie présentée ici. Il est toutefois essentiel de choisir un agent anesthésique qui n’interfère pas avec la ou les interventions en aval prévues.
Pendant l’immunisation et l’injection intracérébrale de cytokines, 5% d’isoflurane est utilisé pour l’anesthésie. Le modèle décrit ici a été établi à l’aide de rats, et les détails expérimentaux énumérés sont donc spécifiquement applicables au rat. Les coordonnées d’implantation du cathéter ont été sélectionnées pour permettre l’analyse simultanée d’éventuels changements de substance blanche (l’extrémité du cathéter dans le corps calleux). Alors que le site d’insertion du cathéter peut varier en fonction de la position antéropostérior et latérale, la sélection du sulcus central nécessite d’éviter d’endommager le sinus sagittal supérieur.
Une autre caractéristique de la méthode décrite est la démyélinisation équivalente des hémisphères ipsi- et controlatéral, résultant éventuellement du transport du mélange de cytokines injecté vers l’espace sous-arachnoïdien par le flux physiologique du liquide interstitiel à partir des régions corticales51. Le mode d’injection, et non l’emplacement du cathéter, provoque donc une démyélinisation dans tout le cortex cérébral, et le choix du cortex pariétal droit ou gauche devrait donc être sans importance à cet égard.
Le protocole utilise un cathéter de 26 G, qui est assez petit pour éviter une blessure traumatique étendue et assez grand pour éviter un taux accru de colmatage de la pointe du cathéter au cours de la longue période de l’expérience. Certes, l’implantation et la présence du cathéter lui-même provoquent une activation astrocytaire et microgliale, également chez les animaux témoins recevant uniquement l’implantation du cathéter; cependant, cela est mineur par rapport aux animaux injectés de cytokines. 43 Pour éviter toute interférence avec les analyses ultérieures, nous avons utilisé des cathéters compatibles IRM en poly-éther-éther-cétone (PEEK).
Une profondeur similaire de démyélinisation est, en fait, créée dans les régions ipsi- et controlatérale avec la méthode présentée. Cela implique que la profondeur / longueur du cathéter pourrait ne pas jouer un rôle majeur dans le modèle et l’étendue de la démyélinisation dans le cortex. Par conséquent, une modification de la longueur du cathéter pourrait être envisagée afin de réduire la taille de la lésion induite par le cathéter. Néanmoins, une longueur de cathéter significativement plus courte pourrait provoquer une démyélinisation corticale légèrement moins prononcée, tandis qu’une réponse concluante ne serait obtenue que par des expériences testant spécifiquement la longueur du cathéter.
L’un des avantages du modèle est que le cathéter implanté permet de tester des thérapies potentielles administrées au cortex via le cathéter pour permettre la remyélinisation au plus fort de la démyélinisation corticale histologiquement détectable (jour 15 ou plus tard), alors que dans un contexte de prétraitement, ce serait après l’immunisation mais avant l’injection de cytokines. La décision sur le délai d’administration des produits thérapeutiques dépendra donc de la question de recherche particulière et du médicament d’intérêt.
Après l’implantation du cathéter, il est important de loger les animaux seuls dans les cages modifiées (de préférence à sommet élevé) afin d’éviter le retrait du cathéter jusqu’à la fin de l’étude (Figure 8). Les animaux peuvent également dévisser le capuchon du cathéter avec l’entrée, bien que cela se produise rarement. Les animaux doivent être observés quotidiennement et les bouchons retirés doivent être remplacés par des bouchons frais, afin d’éviter le blocage de la pointe du cathéter en l’absence d’entrée et d’assurer une livraison précise dans le parenchyme après l’injection intracérébrale. Les animaux sont immunisés au plus tôt 2 semaines après l’implantation du cathéter pour permettre la guérison et la fermeture de la barrière hémato-encéphalique.
Les titres sériques d’anticorps anti-MOG doivent être mesurés après l’immunisation. Une expérience dose-réponse a montré que 5 μg de MOG1-125 (dans l’IFA) fournissaient une immunisation suffisante dans les 4 semaines chez les rats DA mâles adultes. Un titre de 5 000 μg/mL et plus serait suffisant, mais dépendra certainement de plusieurs facteurs, y compris la préparation MOG et la souche animale et, par conséquent, devra être déterminé individuellement. Il est important d’éviter des doses d’antigènes excessivement élevées présentant un phénotype EAE classique avec des membres postérieurs paralysés avant même l’injection de cytokines.
Chaque animal est immunisé avec 5 μg de glycoprotéine oligodendrocytes de myéline recombinante (rMOG1-125)émulsionnée dans 200 μL d’adjuvant de Freund (IFA) incomplet. Étant donné qu’une partie de l’émulsion est perdue dans la seringue pendant la préparation, il est conseillé de préparer plus que cette quantité pour chaque animal. Nous avons utilisé du MOG recombinant (1-125 du N-terminus du MOG de rat), qui a été exprimé dans Escherichia coli et a ensuite été purifié à homogénéité par chromatographie chélate, dissous dans de l’urée 6 M, et dialysé contre du PBS pour obtenir une préparation physiologique52,53. Cependant, le MOG disponible dans le commerce peut également être utilisé.
D’autres préparations antigéniques, telles que MOG1-116, MOG35-55 ou PLP139-151 sont utilisées dans divers modèles EAE, et les différences d’antigène et de souche animale sont connues pour induire des phénotypes de maladie distincts dans ces modèles20. Ces préparations antigéniques n’ont pas été testées chez des rats DA et, si elles sont utilisées de préférence au rMOG1-125,pourraient induire un phénotype de la maladie ou des résultats histologiques différents de ce qui est présenté ici.
Une canule de connexion de la même longueur que le cathéter est préparée avant l’injection intracérébrale. Cela peut être fait en l’assemblant avec un cathéter gabarit et en le coupant à la même taille (2 mm de longueur) (Figure 4). Il est important que la canule du connecteur soit exempte de bulles d’air pendant l’injection de cytokines - parce que le volume d’injection n’est que de 2 μL, même une minuscule bulle d’air à l’extrémité de la canule réduira considérablement le volume du liquide livré avec succès dans le cerveau. Ceci est réalisé en maintenant la pompe en marche et en insérant la canule uniquement lorsqu’une goutte croissante de liquide d’injection est présente à la pointe. Après l’insertion de la canule, le connecteur est vissé au cathéter tout en évitant un serrant excessive afin de ne pas endommager la pointe supérieure du cathéter, ce qui rendra difficile le récapitulatif après l’injection. Une vitesse d’injection de 0,2 μL/min est utilisée pour éviter les traumatismes induits par l’injection. De plus, une injection lente, combinée à une période d’attente de 20 minutes après l’injection, assure la diffusion du liquide injecté dans le liquide interstitiel et un drainage efficace dans le LCR. La canule est ensuite retirée lentement pour éviter un effet de vide.
La méthode rapportée comprend une intervention chirurgicale et, par conséquent, nécessite du personnel capable d’effectuer une chirurgie de survie stéréotaxique. Le personnel en contact direct avec les animaux aurait dû suivi les cours d’expérimentation animale appropriés. Le reste du protocole peut être effectué par des membres de laboratoire compétents.
La méthode est destinée à produire une démyélinisation du cortex cérébral déclenchée par l’inflammation et ne reproduit pas toutes les caractéristiques de la SEP humaine(par exemple,l’apparition de lésions inflammatoires focales de la substance blanche, qui est une caractéristique de la SEP humaine).