Neurones olfactifs obtenus à l'aide biopsie nasale combinée avec laser-Microdissection: Une approche potentielle pour étudier la réponse au traitement dans les troubles mentaux

Le trouble bipolaire (BD) est un trouble neuropsychiatrique sévère, caractérisée par des changements pathologiques de l'humeur, le dynamisme et la cognition ^1. Lithium utilisé pour le traitement de BD a été montré pour modifier les niveaux d'ARNm de l'état d'équilibre d'un grand nombre de gènes dans les études animales ^2, mais il reste inconnu si l'un de ces molécules est associée à la réponse clinique chez l'homme ^2. Comprendre le mécanisme de la réponse au lithium faudrait étudier les changements moléculaires induite lithium dans les tissus neuronaux. Malheureusement, il ne est pas pratique d'obtenir des biopsies du cerveau de patients BD pré et post-traitement lithium pour identifier les signatures moléculaires de la réponse au lithium. Les tissus du cerveau post-mortem ont été utilisés pour étudier des biomarqueurs en BD, cependant, ils ne peuvent pas être utilisés pour évaluer les marqueurs moléculaires associés à des changements dynamiques dans les émotions, la cognition et de conduire; et la validité de la réponse au traitement a posteriori déterminé de lithium peut être problématique ⁴. Lymphocytes et les autres cellules sanguines pourraient être utiles, mais les changements moléculaires dans les cellules de sang peuvent ne pas refléter les modifications neuronales ^3-5. Liquide céphalo-rachidien peut être insuffisant pour obtenir des informations sur les molécules intracellulaires qui peuvent refléter des changements intrinsèques associées à la maladie et des médicaments réversible.

L'épithélium olfactif (OE) est un élément unique du système nerveux central (SNC), embryologiquement liés aux structures limbiques ^6; et il est facilement accessible par biopsies nasales. Il est constitué de cellules gliales cellules comme des cellules de soutien (par exemple, sustentaculaires), basales proliférantes, et les neurones récepteurs olfactifs à différents stades de développement ^9.7. Par conséquent, OE offre une occasion unique d'étudier de manière accessible changements dynamiques dans le SNC de patients atteints de maladies neuropsychiatriques ^7. Des études démontrent l'utilité de l'OE comme un tissu de substitution pour l'étude des maladies associées événements qui reflètent ces occurring dans les neurones du cerveau ^8,9. Par exemple, des études ont utilisé OE pour enquêter sur les profils moléculaires associés à des troubles psychiatriques ^10-14. Système olfactif sert également à identifier endophenoytpes cliniques tels que des déficits olfactifs qui sont associés à des symptômes négatifs de la schizophrénie ^15. En outre, les processus neurodéveloppementaux continuent dans le OE long de la vie, en fournissant un moyen utile pour modéliser la physiopathologie sous-jacente des conditions psychiatriques ^8,9.

Cependant, un inconvénient de l'utilisation de ce tissu est la contamination importante des biopsies olfactifs avec des cellules non neuronales ^16. Par exemple, l'ARN total utilisé pour les études d'expression génique dans des études précédentes OE contenait l'ARN extrait à partir de l'ensemble du tissu nasal biopsie comprenant l'ARN à partir de cellules non neuronales ^17. Par conséquent, les approches précédentes ont été limitées par la qualité des cellules. Pour surmonter ce problème, une nouvelle approche pour obtenir populations de cellules neuronales enrichies en combinant biopsies nasales avec laser capture microdissection (LCM) a été élaboré ^18.

LCM est une technique qui permet l'isolement sélectif des cellules en utilisant le découpage au laser UV combinée à infra-rouge ^{de 19 à 21} laser. Combinant LCM à l'approche OE minimiser la contamination importante de OE par les cellules non-neuronales, améliorant ainsi l'enrichissement des cellules neuronales ^18. En outre, la couche neuronale peut être distinguée de la couche de sous-muqueuse au microscope, ce qui élimine la nécessité d'une coloration. Types de cellules neuronales peuvent en outre être distinguées des autres populations de cellules en utilisant des anticorps primaires qui sont exprimés par le type d'intérêt ⁷ de la cellule. Par conséquent, cette procédure établit une méthode plus simple pour l'enrichissement de la population de cellules presque purement neuronale qui peut être utilisé pour des études d'expression génique, immunohistochimie et autres investigations morphologiques.

ve_content "> Cette étude vise à établir une plate-forme expérimentale pour étudier les changements moléculaires dans les neurones olfactifs associés à des états pathologiques et la réponse au traitement. Pour y remédier, un petit groupe de patients non-fumeurs qui ont rencontré les critères diagnostiques du DSM-IV pour BD basée sur l'interview diagnostique pour les études génétiques (DIG) ²² a été recruté pour subir deux biopsies nasales: une biopsie pré-traitement avec le lithium et le deuxième biopsie, après 6 semaines de traitement quotidien de lithium orale outre, les patients BD éligibles doivent être:. symptomatique de la dépression , sur la base marquant ≥10 sur 60 dans le clinicien administré Montgomery Asberg-Rating Scale (MADRS) ^23; symptomatique pour hypomanie ou de manie, basé sur un score ≥10 sur 56 sur le clinicien administré Young-Mania Rating Scale (YMRS) ^24;. ≥10 ou sur les deux MADRS et YMRS coefficient évaluateur-Inter-évaluateur d'accord entre les cliniciens pour les deux échelles est> 0,96 Après biopsies, les neurones étaient enri.ched d'OE par LCM. Suite à des mesures supplémentaires de contrôle de la qualité, afin d'assurer l'extraction de l'ARN de haute qualité du tissu neuronal et l'enrichissement, en temps réel RT-PCR a été menée pour étudier les niveaux pré- et post-expression de traitement de gènes d'intérêt. Les sections suivantes contiennent une description de la validation de cette approche, soulignant l'optimisation du protocole et les stratégies qui ont été appliquées pour le dépannage du protocole.