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Une réponse altérée au lévamisole peut identifier les gènes nécessaires à la signalisation cholinergique postsynaptique et à la fonction musculaire. Le protocole décrit ici un dosage de lévamisole liquide utilisé pour quantifier la paralysie dépendante du temps sur une période de 1 heure. Les élèves font des prédictions sur les effets de certaines mutations génétiques, réalisent une expérience avec un échantillon de grande taille, puis quantifient leurs résultats. Ce test est un moyen simple et efficace de quantifier la paralysie induite par le lévamisolé sans cueillir ni aiguillonner les animaux, ce qui le rend approprié pour les laboratoires de premier cycle, ainsi que pour les chercheurs qui étudient la transmission neuromusculaire. Discuté ici sont quelques-uns des pièges les plus courants, les limites du test et une variante du protocole qui permet son utilisation avec des animaux ARNi knockdown; Il est également question ici de la façon dont ce test peut être intégré dans une expérience de recherche de premier cycle basée sur des cours.
Une bonne préparation des plaques de 24 puits est essentielle. Tout d’abord, les pelouses bactériennes doivent être complètement sèches avant de repérer les animaux L1 dans les puits. Si elles ne sont pas assez séchées, les bactéries se mélangent à la solution de lévamisole pendant l’essai, rendant le liquide trouble et empêchant les individus de pouvoir compter les vers. Deuxièmement, lors de la synchronisation des vers par la préparation de l’eau de Javel, les animaux ne doivent pas être exposés trop longtemps à la solution d’eau de Javel, car cela entraînerait la désintégration du revêtement protecteur sur les œufs. Troisièmement, il est crucial de ne repérer que 20 à 30 L1 par puits, car trop de vers dans les puits rendent extrêmement difficile le comptage précis du nombre de L1 par puits. Enfin, il est important de maintenir une technique aseptique lors de la préparation des plaques car les puits contaminés ne peuvent pas être analysés.
Il y a quelques limites qui doivent être prises en compte lors de la réalisation de ce test. Tout d’abord, compter le nombre de vers en mouvement dans chaque puits toutes les 5 minutes peut être accablant pour les personnes qui n’ont pas d’expérience préalable en laboratoire, ce qui pourrait entraîner une collecte de données imprécise. Comme pour les autres tests utilisés pour déterminer la sensibilité aux médicaments18,19, cette expérience peut être réalisée avec moins de points temporels. Deuxièmement, le placage de L1 affamés isolés d’une préparation à l’eau de Javel est une méthode facile pour obtenir une population synchronisée; Cependant, des ajustements doivent être effectués si le calendrier de développement diffère entre les souches testées. Il est possible de prélever des animaux du stade larvaire tardif (L4) dans une plaque de 24 puits pour cet essai; Cependant, lors de la préparation de nombreuses assiettes, cela demande trop de main-d’œuvre. Alternativement, il faut déterminer le temps qu’il faut pour que chaque souche atteigne L4, puis placer les L1 dans les puits à différents moments pour ajuster les différences de vitesse de maturation. Enfin, bien que ce test puisse être utilisé pour identifier de nouveaux gènes importants pour la fonction musculaire postsynaptique11, une réponse altérée au lévamisole peut également être causée par une mutation ou une élimination de l’ARNi des gènes présynaptiques12. Si une sensibilité altérée au lévamisole est observée, des expériences supplémentaires doivent être effectuées pour déterminer la raison de ce phénotype.
En apportant quelques modifications aux plaques de 24 puits, le test de natation au lévamisole décrit peut également être effectué sur des animaux ARNirenversés 11. L’élimination du gène par l’ARNi peut être obtenue en nourrissant des bactéries C. elegans qui expriment un ARN double brin correspondant au gène d’intérêt20. Pour la préparation des plaques d’ARNi, 1 mL de 1M IPTG et 1 mL de carbénicilline 25 mg/mL doivent être ajoutés par litre de milieu après retrait de l’autoclave. Les cultures bactériennes sont cultivées en cueillant une seule colonie dans 3 mL de bouillon LB plus 3 μL de 25 mg / mLcarbénicilline, et en agitant à 37 ° C pendant la nuit, et la carte des plaques est faite lorsque les différentes bactéries sont repérées dans les puits. C. elegans est synchronisé par la préparation de l’eau de Javel comme décrit; cependant, la souche ARNi hypersensible eri-1 (mg366) doit être utilisée à la place du type sauvage pour augmenter le knockdown du gène. Les knockdowns d’ARNi donnent les mêmes phénotypes de lévamisole observés pour les mutants de perte de fonction11.
Le protocole présenté ici peut être utilisé dans la recherche en laboratoire, comme une expérience autonome dans le laboratoire de premier cycle, ou dans les premières semaines d’un cours avancé de premier cycle comme une introduction aux techniques de base de C. elegans et à la fonction neuromusculaire. Dans un cours plus avancé basé sur la découverte, les étudiants peuvent utiliser ce test pour déterminer si la perte des homologues de C. elegans de gènes mutés chez les personnes atteintes de syndromes myasthéniques, de dystrophies musculaires ou de myopathies modifie la sensibilité au lévamisol. En conclusion, ce test de sensibilité au lévamisole simple et peu coûteux offre une approche pratique pour apprendre la signalisation au NMJ et acquérir de l’expérience de travail avec le système modèle C. elegans.