Génération et entretien à long terme sans nerve<em> Hydra</em

Le système nerveux d' Hydra se compose d'un filet nerveux, avec des neurones associés aux deux couches de tissu épithélial ¹ . Le filet nerveux est plus dense dans l'hypostome et le pédoncule et moins dense dans la colonne ² du corps. Les cellules nerveuses proviennent de cellules souches interstitielles, qui sont des cellules souches multipotentes qui donnent naissance à des cellules sécrétoires, des nématocytes, des cellules germinales et des neurones ¹ . Il est possible d'éliminer les cellules interstitielles d' Hydra vulgaris par traitement avec la colchicine ^{3 , 4} , une toxine végétale qui tue les cellules en division. Bien que la colchicine ait inhibé la polymérisation des microtubules dans d'autres organismes, une étude antérieure a montré que les microtubules sont présents dans Hydra tout au long du traitement, ce qui suggère que la colchicine n'agit pas dans Hydra ³ . Une autre stSuggère que la colchicine ne se lie pas efficacement à la tubuline dans certains organismes, y compris Tetrahymena pyriformis, Zea mays, Chlamydomonas et Schizosaccharomyces pombe, ce qui peut expliquer cette différence ⁵ . Le traitement par la colchicine induit la phagocytose des cellules interstitielles par les cellules épithéliales endodermiques ³ et permet ainsi la création d'animaux qui manquent de cellules nerveuses, de cellules de glandes et de nématocytes. Il n'est pas clair pourquoi les cellules interstitielles sont particulièrement sensibles au traitement par la colchicine. Étant donné que les cellules interstitielles post-mitotiques et la lignée interstitielle des cellules souches sont endommagées et phagocytées, Campbell a conclu que la colchicine ne touchait pas directement l'activité mitotique ³ . Notamment, le traitement contre la colchicine fonctionne bien chez Hydra vulgaris, mais il a également été démontré qu'il ne fonctionne pas aussi bien dans d'autres espèces, comme Hydra oligactis ⁶ . </Em> Un traitement modifié avec colchicine et hydroxyurée peut être utilisé pour produire Hydra viridis sans nerf ⁷ . L' hydre sans nerf (également appelée parfois « Hydra épithéliale» ⁸ ) est donc un outil utile pour étudier les rôles de ces types de cellules spécialisées à partir de la lignée cellulaire interstitielle dans l'homéostasie et la régénération des tissus.

Hydra peut être le seul exemple connu d'un animal capable de vivre sans système nerveux. L' hydre sans nerf sert de modèle particulièrement utile pour disséquer le rôle du réseau nerveux dans la régulation de la régénération, de l'homéostasie et du comportement de l' Hydra . Par exemple, l'introduction de cellules interstitielles dans l' hydre sans nerf par greffage a permis de caractériser la différenciation des cellules nerveuses en tant que région spécifique ⁹ . En outre, parce que l' hydre sans nerf peut se régénérer, ilsPermettre l'étude de voies de régénération alternatives, indépendantes du système nerveux. Un tel exemple est la neurogénèse apicale et la formation de la tête, ce qui a démontré qu'elle dépend de la fonction cnox-2 dans le système nerveux dans l' hydre de type sauvage, mais semble être dispensable dans Hydra sans nerf, ce qui suggère qu'il peut y avoir un processus alternatif de régénération de la tête ¹⁰ .

L' hydre sans nerf a également été utilisée pour étudier l'expression des cellules épithéliales et la régulation des gènes neurogéniques et de neurotransmission après la perte de la neurogénèse ¹¹ . L' hydre sans nerf ne présente pas de rafale de contraction spontanée ¹² , ce qui indique que ces rafales sont régulées par le système nerveux. Cependant, l' hydre sans nerf se contracte en cas de pincement de la colonne du corps avec une pince, ce qui suggère que la contraction en réponse aux stimuli mécaniques est médiée par l'accouplementJumelles gap gap dans les cellules épithéliales, alors que le comportement contractile spontané est médié par couplage à travers des jonctions dans les cellules nerveuses ¹³ .

L' hydre sans nerf n'ouvre pas la bouche lorsqu'elle est présentée avec de la nourriture ou une glutathion réduite ³ , ce qui suggère que les neurones sensoriels sont nécessaires pour détecter la présence de nourriture et signaler la bouche à ouvrir. En outre, le filet nerveux semble jouer un rôle dans la détection de la pression osmotique, car les animaux sans nerf sont incapables de réguler de manière autonome leur pression hydrostatique interne par l'ouverture de la bouche, ce qui provoque leur apparence caractéristique ballon ^{3 , 4} ( figure 1B ). La régulation de la pression hydrostatique dans l' hydre sans nerf par une déflation manuelle fréquente a entraîné une perte de morphologie anormale dans l'hypostome et la colonne du corps. Cependant, la déflation chronique a entraîné une interférence avec la croissance, elOrganisation, développement et organisation tissulaire ⁸ .

Bien que l' Hydra sans nerf soit incapable de se nourrir et de se séparer seul, il est possible de les maintenir indéfiniment au laboratoire en forçant à forcer et à éduquer tous les animaux. Les publications antérieures ont décrit des méthodes d'alimentation forcée et d'éruction sans hydromes , mais ces protocoles impliquaient l'utilisation de conseils à micropipettes qui doivent être tirés à la main avec attention à la taille appropriée ainsi que l'utilisation d'un embout buccal relié à la pipette par un tube ¹⁴ . Ici, une méthode d'alimentation et d'éructage plus simple, plus sûre et plus efficace dans le temps est décrite.

De plus, des études antérieures ont consisté à vérifier l'absence de cellules nerveuses par la dissociation d'animaux fixes dans des cellules individuelles et l'examen de la morphologie cellulaire ^{3 , 4 , 15} . HAvant, l'immunohistochimie avec un anticorps monoclonal contre le carboxy-terminal terminal tyrosiné de l'alpha-tubuline a été utilisée comme méthode complémentaire pour la macération afin de vérifier l'épuisement des neurones dans l'hypostome 13,16. Des études antérieures ont montré que les neurones dans le pédoncule peuvent également être visualisés en utilisant cet anticorps ¹³ , mais ces neurones aussi bien que ceux dans la colonne du corps sont plus difficiles à distinguer. Bien que l'immunohistochimie soit suffisante pour confirmer l'absence de cellules nerveuses dans l'hypostome et ne nécessite pas d'expertise sur la morphologie du type cellulaire, elle ne peut pas être utilisée pour vérifier l'absence des cellules souches interstitielles et les autres dérivés de ces cellules. La dissociation et les études de morphologie cellulaire sont plus rigoureuses et peuvent donner un compte rendu quantitatif des nombres de chaque type de cellule restant à la suite de chaque étape du traitement.