Dit artikel beschrijft een gevestigde en reproduceerbare lectinevlekkentest voor de gehele retinale preparaten van mount en de protocollen die nodig zijn voor de kwantitatieve meting van vasculaire parameters die vaak worden gewijzigd in proliferatieve en niet-proliferatieve retinopathieën.
Retinopathieën zijn een heterogene groep ziekten die het neurosensorische weefsel van het oog aantasten. Ze worden gekenmerkt door neurodegeneratie, gliose en een progressieve verandering in vasculaire functie en structuur. Hoewel het begin van de retinopathieën wordt gekenmerkt door subtiele verstoringen in de visuele waarneming, zijn de wijzigingen in de vasculaire plexus de eerste tekenen die door clinici worden gedetecteerd. De afwezigheid of aanwezigheid van neovascularisatie bepaalt of de retinopathie wordt geclassificeerd als niet-proliferatief (NPDR) of proliferatief (PDR). In die zin probeerden verschillende diermodellen specifieke vasculaire kenmerken van elke fase na te bootsen om de onderliggende mechanismen te bepalen die betrokken zijn bij endotheelveranderingen, neuronale dood en andere gebeurtenissen die plaatsvinden in het netvlies. In dit artikel zullen we een volledige beschrijving geven van de procedures die nodig zijn voor het meten van retinale vasculaire parameters bij volwassenen en vroeggeboorte muizen op postnatale dag (P) 17. We zullen de protocollen beschrijven om retinale vasculaire kleuring uit te voeren met Isolectine GSA-IB4 in hele mounts voor latere microscopische visualisatie. Belangrijke stappen voor beeldverwerking met Image J Fiji-software worden ook verstrekt, daarom kunnen de lezers de vaatdichtheid, diameter en tortuositeit, vasculaire vertakking, evenals avasculaire en neovasculaire gebieden meten. Deze hulpmiddelen zijn zeer nuttig om vasculaire veranderingen in zowel niet-proliferatieve als proliferatieve retinopathieën te evalueren en te kwantificeren.
De ogen worden gevoed door twee arterio-veneuze systemen: de choroïdale vasculatuur, een extern vasculair netwerk dat retinaal gepigmenteerd epitheel irrigeert en fotoreceptoren; en de neuro-retinale vasculatuur die de ganglioncellenlaag irrigeert en de binnenste nucleaire laag van het netvlies1. De retinale vasculatuur is een georganiseerd netwerk van bloedvaten die voedingsstoffen en zuurstof leveren aan de retinale cellen en afvalproducten oogsten om een goede visuele signaaltransductie te garanderen. Deze vasculatuur heeft een aantal onderscheidende kenmerken, waaronder: het ontbreken van autonome innervatie, de regulatie van de vasculaire tonus door intrinsieke retinale mechanismen en het bezit van een complexe retinale bloedbarrière2. Daarom is retinale vasculatuur de focus geweest van veel onderzoekers die niet alleen vasculogenese tijdens de ontwikkeling uitgebreid hebben bestudeerd, maar ook de veranderingen en de pathologische angiogenese die deze bloedvaten ondergaan bij ziekten3. De meest voorkomende vasculaire veranderingen waargenomen bij retinopathieën zijn vaatdilatatie, neovascularisatie, verlies van vasculaire arborisatie en vervorming van de retinale hoofdvaten, waardoor ze meer ziggaggy worden4,5,6. Een of meer van de beschreven veranderingen zijn de vroegste tekenen die door clinici worden gedetecteerd. Vasculaire visualisatie biedt een snelle, niet-invasieve en goedkope screeningsmethode7. De uitgebreide studie van de waargenomen veranderingen in de vasculaire boom zal bepalen of de retinopathie niet-proliferatief of proliferatief is en de verdere behandeling. De niet-proliferatieve retinopathieën kunnen zich manifesteren met afwijkende vasculaire morfologie, verminderde vasculaire dichtheid, acellulaire haarvaten, pericytendood, macula-oedeem, onder anderen. Bovendien ontwikkelen proliferatieve retinopathieën ook een verhoogde vasculaire permeabiliteit, extracellulaire remodellering en de vorming van vasculaire plukjes naar de glasvochtholte die gemakkelijk afbreken of netvliesloslating veroorzaken8.
Eenmaal gedetecteerd, kan de retinopathie worden gecontroleerd door middel van zijn vasculaire veranderingen9,10. De progressie van de pathologie kan worden gevolgd door de structurele veranderingen van de bloedvaten, die duidelijk de stadia van de ziekte definiëren11. De kwantificering van vasculaire veranderingen in deze modellen maakte het mogelijk om vaatveranderingen en neuronale dood te correleren en farmacologische therapieën te testen voor patiënten in verschillende fasen van de ziekte.
In het licht van de bovenstaande verklaringen zijn wij van mening dat de herkenning en kwantificering van vasculaire veranderingen fundamenteel zijn in retinopathieënstudies. In dit werk zullen we laten zien hoe verschillende vasculaire parameters kunnen worden gemeten. Daarvoor gebruiken we twee diermodellen. Een daarvan is het zuurstofgeïnduceerde retinopathiemuismodel12, dat retinopathie van prematuriteit en sommige aspecten van proliferatieve diabetische retinopathie nabootst13,14. In dit model meten we avasculaire gebieden, neovasculaire gebieden en de dilatatie en tortuositeit van hoofdvaten. In ons laboratorium is een metabool syndroom (MetS) muismodel ontwikkeld, dat een niet-proliferatieve retinopathie induceert15. Hier zullen we de vasculaire dichtheid en vertakking evalueren.
Diermodellen van retinopathieën zijn krachtige hulpmiddelen voor het bestuderen van vasculaire ontwikkeling, remodellering of pathologische angiogenese. Het succes van deze studies in het veld is afhankelijk van de gemakkelijke toegang tot het weefsel dat het mogelijk maakt om een breed scala aan technieken uit te voeren, waarbij gegevens van in vivo en postmortale muizen worden verstrekt26,27. Bovendien is er een grote correlatie gevonden tuss…
The authors have nothing to disclose.
We danken Carlos Mas, María Pilar Crespo en Cecilia Sampedro van CEMINCO (Centro de Micro y Nanoscopía Córdoba, CONICET-UNC, Córdoba, Argentinië) voor hulp bij confocale microscopie, aan Soledad Miró en Victoria Blanco voor toegewijde dierenverzorging en Laura Gatica voor histologische hulp. We danken ook Victor Diaz (Pro-Secretary of Institutional Communication van FCQ) voor de videoproductie en -editie en Paul Hobson voor zijn kritische lezing en taalrevisie van het manuscript.
Dit artikel werd gefinancierd door subsidies van Secretaría de Ciencia y Tecnología, Universidad Nacional de Córdoba (SECyT-UNC) Consolidar 2018-2021, Fondo para la Investigación Científica y Tecnológica (FONCyT), Proyecto de Investigación en Ciencia y Tecnología (PICT) 2015 N° 1314 (allemaal naar M.C.S.).
Aluminuim foil | |||
Bovine Serum Albumin | Merck | A4503 | quality |
Calcium chloride dihydrate | Merck | C3306 | |
Hydrochloric acid | Biopack | 9632.08 | |
Confocal Microscope FV1200 | Olympus | FV1200 | with motorized plate |
Covers | Paul Marienfeld GmnH & Co. | 111520 | |
Dissecting Microscope | NIKON | SMZ645 | |
Disodium-hydrogen-phosphate dihydrate | Merck | 119753 | |
200 µL tube | Merck | Z316121 | |
Filter paper | Merck | WHA5201090 | |
Incubator shaker GyroMini | LabNet International | S0500 | |
Isolectin GS-IB4 From Griffonia simplicifolia, Alexa Fluor 488 Conjugate | Invitrogen | I21411 | |
Poly(vinyl alcohol) (Mowiol 4-88) | Merck | 475904 | |
Paraformaldehyde | Merck | 158127 | |
pHmeter | SANXIN | PHS-3D-03 | |
Potassium chloride | Merck | P9541 | |
Potassium-dihydrogen phosphate | Merck | 1,04,873 | |
Slides | Fisher Scientific | 12-550-15 | |
Sodium chloride | Merck | S3014 | |
Sodium hydroxide | Merck | S5881 | |
Tris | Merck | GE17-1321-01 | |
Triton X-100 | Merck | X100-1GA | |
Vessel Analysis Fiji software | Mai Elfarnawany | https://imagej.net/Vessel_Analysis |