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Medicina

Un modèle d’abrasion épithéliale pour étudier la cicatrisation des plaies cornéennes

Published: December 29, 2021
doi:
10.3791/63112
, , , ,
1College of Optometry,University of Houston, 2Children’s Nutrition Research Center,Baylor College of Medicine, 3Center for Translational Research on Inflammatory Diseases (CTRID),Michael E. DeBakey Veterans Affairs Medical Center

Summary

Ici, un protocole pour créer une plaie d’abrasion épithéliale cornéenne centrale chez la souris à l’aide d’une tréphine et d’un spud de club de golf émoussé est décrit. Ce modèle de cicatrisation des plaies cornéennes est hautement reproductible et est maintenant utilisé pour évaluer la cicatrisation des plaies cornéennes compromises dans le contexte de maladies.

Abstract

La cornée est essentielle à la vision, représentant environ les deux tiers du pouvoir réfractif de l’œil. Sa transparence est cruciale pour le rôle de la cornée dans la vision. Cependant, en raison de sa position externe, la cornée est très sensible à une grande variété de blessures pouvant entraîner une perte de transparence cornéenne et éventuellement la cécité. Une cicatrisation efficace des plaies cornéennes en réponse à ces blessures est essentielle au maintien de l’homéostasie cornéenne et à la préservation de la transparence cornéenne et des capacités de réfraction. En cas de cicatrisation compromise des plaies cornéennes, la cornée devient vulnérable aux infections, aux ulcérations et aux cicatrices. Compte tenu de l’importance fondamentale de la cicatrisation des plaies cornéennes pour la préservation de la transparence et de la vision cornéennes, une meilleure compréhension du processus normal de cicatrisation des plaies cornéennes est une condition préalable à la compréhension de la cicatrisation altérée des plaies cornéennes associées à une infection et à une maladie. Pour atteindre cet objectif, les modèles murins de plaies cornéennes se sont avérés utiles pour approfondir notre compréhension des mécanismes de cicatrisation des plaies cornéennes fonctionnant dans des conditions physiologiques normales. Ici, un protocole pour créer une abrasion épithéliale cornéenne centrale chez la souris à l’aide d’une tréphine et d’un spud de club de golf émoussé est décrit. Dans ce modèle, une tréphine circulaire de 2 mm de diamètre, centrée sur la cornée, est utilisée pour délimiter la zone de la plaie. Le spud de club de golf est utilisé avec soin pour débrider l’épithélium et créer une plaie circulaire sans endommager la membrane basale épithéliale cornéenne. La réponse inflammatoire qui en résulte se déroule sous la forme d’une cascade bien caractérisée d’événements cellulaires et moléculaires essentiels à une cicatrisation efficace des plaies. Ce modèle simple de cicatrisation des plaies cornéennes est hautement reproductible et bien publié et est maintenant utilisé pour évaluer la cicatrisation compromise des plaies cornéennes dans le contexte de la maladie.

Introduction

La cornée est le tiers antérieur transparent de l’œil. La cornée remplit plusieurs fonctions, notamment la protection des structures internes de l’œil et la formation d’une barrière structurelle qui protège l’œil contre les infections1. Plus important encore, la cornée est essentielle à la vision, fournissant environ les deux tiers du pouvoir réfractif de l’œil 2,3. Sa transparence est cruciale pour le rôle de la cornée dans la vision. Cependant, en raison de sa position vers l’extérieur, la cornée est exposée à une grande variété de blessures au quotidien qui peuvent entraîner une perturbation de sa fonction de barrière, une perte de transparence et éventuellement la cécité. La perte de transparence cornéenne est l’une des principales causes de déficience visuelle dans le monde 4,5. Les abrasions cornéennes sont une raison courante des visites à la salle d’urgence , représentant la moitié des cas oculaires présentés à l’urgence6. On estime que plus de 1 million de personnes souffrent de blessures oculaires chaque année aux États-Unis7. Une cicatrisation efficace des plaies cornéennes en réponse à ces blessures est essentielle au maintien de l’homéostasie cornéenne et à la préservation de sa transparence et de ses capacités de réfraction. En cas de cicatrisation compromise de la plaie cornéenne, la cornée devient vulnérable aux infections, aux ulcérations et aux cicatrices 8,9. En outre, la popularité croissante des chirurgies réfractives place un défi traumatique unique sur la cornée10. Compte tenu de l’importance fondamentale de la cicatrisation des plaies cornéennes pour la préservation de la transparence et de la vision cornéennes, une meilleure compréhension du processus normal de cicatrisation des plaies cornéennes est une condition préalable à la compréhension de la cicatrisation altérée des plaies cornéennes associées à une infection et à une maladie.

À cette fin, plusieurs modèles animaux de cicatrisation des plaies cornéennes ont été développés 11,12,13,14,15. Les modèles murins de cicatrisation des plaies cornéennes se sont révélés utiles pour approfondir notre compréhension des mécanismes de cicatrisation des plaies cornéennes opérant dans des conditions physiologiques normales. Différents types de plaies cornéennes ont été utilisés dans l’étude de la cicatrisation des plaies cornéennes, chacune convenant à l’étude de différents aspects du processus de cicatrisation des plaies. Les types de modèles de plaies les plus courants utilisés dans les études sur la cicatrisation des plaies cornéennes sont les modèles de plaies mécaniques et chimiques. Les plaies cornéennes chimiques, impliquant principalement la création de brûlures alcalines sur la cornée, sont utiles pour étudier les ulcères cornéens, l’opacification et la néovascularisation13. Les plaies cornéennes mécaniques impliquent des plaies de débridement (abrasion) et des plaies de kératectomie 14,15,16. Une membrane basale épithéliale cornéenne intacte ou percée définit respectivement le débridement et les plaies de kératectomie. Dans les plaies de débridement, la membrane basale épithéliale reste intacte, tandis que dans les plaies de kératectomie, la membrane basale est percée avec pénétration principalement dans le stroma antérieur. Les plaies de débridement sont les plus utiles pour étudier la réépithélialisation, la prolifération des cellules épithéliales, la réponse immunitaire et la régénération nerveuse après une blessure cornéenne. Les plaies de kératectomie, d’autre part, sont les plus utiles pour étudier les cicatrices cornéennes14,15.

Ici, un protocole pour créer une plaie d’abrasion épithéliale cornéenne centrale chez la souris à l’aide d’une tréphine et d’un spud de club de golf émoussé est décrit. Ce modèle simple de cicatrisation des plaies cornéennes est hautement reproductible et bien publié et est maintenant utilisé pour évaluer la cicatrisation des plaies cornéennes compromises dans le contexte de la maladie17.

Protocol

Tous les protocoles pour animaux ont été approuvés par les comités institutionnels de soins et d’utilisation des animaux de l’Université de Houston et du Baylor College of Medicine. Les lignes directrices décrites dans la déclaration de l’Association for Research in Vision and Ophthalmology (ARVO) sur l’utilisation des animaux dans la recherche sur la vision et l’ophtalmologie ont été suivies dans la manipulation et l’utilisation des souris. 1. Préparation<…

Representative Results

La figure 3 montre une micrographie électronique à transmission d’une plaie cornéenne créée avec le spud émoussé du club de golf, démontrant que la membrane basale épithéliale est en effet intacte après une blessure. Figure 3 : La membrane basale épithéliale reste intacte après abrasion cornéen…

Discussion

Le but de cet article sur les méthodes était de décrire un protocole pour créer une plaie d’abrasion épithéliale cornéenne centrale chez la souris à l’aide d’une tréphine et d’un spud de club de golf émoussé. Ce modèle murin a été utilisé pour étudier l’inflammation de la cornée et sa contribution à la cicatrisation des plaies. Ce type de modèle peut être utilisé pour étudier les mécanismes de cicatrisation des plaies cornéennes dans des conditions physiologiques normales et dans des pat…

Divulgazioni

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Financement : Soutenu par : NIH EY018239 (A.R.B., C.W.S. et R.E.R.), P30EY007551 (A.R.B.) et Sigma Xi Grant in Aid of Research (P.K.A.). Le contenu relève de la seule responsabilité des auteurs et ne représente pas les points de vue officiels des National Institutes of Health ou de Sigma Xi.

Materials

Anti-CD31 antibody BD Bioscience, Pharmingen 550274
Anti-CD41 antibody BD Bioscience, Pharmingen 553847
Anti-Ly6G antibody BD Bioscience, Pharmingen 551459
Bovine serum albumin (BSA) ThermoFisher scientific B14
C57BL/6 mice Jackson Laboratories 664
DAPI Sigma Aldrich D8417
DeltaVision wide-field deconvolution fluorescence microscope GE Life Sciences
Dissecting microscope Leica microsystems
Electronic Toploading Balances (Weighing scale) Fisher Scientific
Ethanol ThermoFisher scientific T038181000CS
Golf-club spud Stephens instruments S2-1135
Iris curve scissors Fisher Scientific 31212
Isoflurane Patterson veterinary 07-893-1389
Ketamine Patterson veterinary 07-890-8598
Phospate buffered saline (PBS) ThermoFisher scientific AM9624
Sodium fluorescein salt Sigma Aldrich 46970
Surgical blade (scapel blade) Fine Science tools 10022-00
Trephine Integra Miltex 33-31
TritonX -100 Fisher Scientific 50-295-34
Forcep Fine Science tools 11923-13
Xylazine Patterson veterinary 07-808-1947
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Akowuah, P. K., De La Cruz, A., Smith, C. W., Rumbaut, R. E., Burns, A. R. An Epithelial Abrasion Model for Studying Corneal Wound Healing. J. Vis. Exp. (178), e63112, doi:10.3791/63112 (2021).
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