Ce protocole décrit comment générer des blessures excisionnelles bilatérales et pleine épaisseur chez la souris et comment surveiller, récolter et préparer les plaies pour l’analyse morphométrique. On y trouve une description détaillée de la façon d’utiliser les sections histologiques périodiques pour définir, quantifier et détecter avec précision les défauts morphométriques.
Le modèle de blessure excisional murine a été employé intensivement pour étudier chacune des phases séquentiellement superposées de la guérison de blessure : inflammation, prolifération et remodelage. Les plaies murines ont un lit de plaie histologiquement bien défini et facilement reconnaissable sur lequel ces différentes phases du processus de guérison sont mesurables. Sur le terrain, il est courant d’utiliser un « milieu » arbitrairement défini de la plaie pour des analyses histologiques. Cependant, les blessures sont une entité tridimensionnelle et souvent pas histologically symétrique, soutenant la nécessité d’une méthode bien définie et robuste de quantification pour détecter des défauts morphométriques avec une petite taille d’effet. Dans ce protocole, nous décrivons la procédure pour créer des plaies excisionnelles bilatérales de pleine épaisseur chez la souris ainsi qu’une instruction détaillée sur la façon de mesurer les paramètres morphométriques à l’aide d’un programme de traitement d’image sur certaines sections de série. Les mesures en deux dimensions de la longueur de la plaie, de la longueur épidermique, de la zone épidermique et de la zone de la plaie sont utilisées en combinaison avec la distance connue entre les sections pour extrapoler la zone épidermique à trois dimensions couvrant la plaie, la zone globale de la plaie, le volume épidermique et le volume des plaies. Bien que cette analyse histologique détaillée soit plus longue et plus gourmande en ressources que les analyses conventionnelles, sa rigueur augmente la probabilité de détecter de nouveaux phénotypes dans un processus intrinsèquement complexe de cicatrisation des plaies.
La cicatrisation cutanée des plaies est un processus biologique complexe dont les phases se chevauchent séquentiellement. Il nécessite la coordination des processus cellulaires et moléculaires qui sont régulés temporellement et spatialement afin de restaurer la fonction barrière de l’épithélium endommagé. Dans la première phase, l’inflammation, les neutrophiles et les macrophages migrent dans la plaie, mobilisant les défenses locales etsystémiques 1. Suivre et chevaucher la phase inflammatoire est le stade de prolifération. Les fibroblastes commencent à proliférer rapidement et à migrer dans le tissu de granulation. Les kératinocytes éloignés du bord d’attaque prolifèrent vers la plaie à mesure que les kératinocytes différenciés du bord d’attaque migrent pour rééthélialiserla plaie 2. Enfin, la phase de remodelage et de maturation commence, au cours de laquelle les fibroblastes dans le tissu de granulation commencent à synthétiser et à déposer le collagène. Le remodelage et l’organisation de la nouvelle matrice peuvent durer jusqu’à 1 an après la blessure3. En raison de la complexité des événements qui se chevauchent impliquant des discussions croisées entre plusieurs types de cellules, et malgré des années de recherche, bon nombre des mécanismes cellulaires et moléculaires sous-jacents à la cicatrisation des plaies demeurent mal compris.
Le modèle de souris est le modèle mammifère prédominant pour étudier les mécanismes de cicatrisation des plaies en raison de leur facilité d’utilisation, de leur coût relativement faible et de leur manipulabilitégénétique 1,4,5. Bien que différents types de blessures aient été décrits dans le modèle murin, le plus commun est une blessure excisionnelle (coup de poing bilatéral ou biopsie directe de poinçon), suivie des modèles incisionnelsde blessure 4. Le modèle excisionnel de blessure a un avantage distinct au-dessus du modèle incisionnel car il génère intrinsèquement le tissu de contrôle qui n’a pas subi le processus curatif. Le tissu de biopsie de poinçon qui est excisé dans le cadre du protocole chirurgical peut être traité de la même manière que le tissu blessé et employé pour établir les conditions homéostatiques pour un critère désiré. Le tissu de contrôle excisé peut également être utile si l’évaluation des effets d’un prétraitement de peau ou la confirmation de l’altération réussie de gène au moment de lablessure 4.
Les paramètres de guérison peuvent être évalués par de nombreuses techniques différentes, y compris la planimétrie ou l’histologie. Cependant, la planimétrie ne peut évaluer que les caractéristiques visibles de la plaie, et en raison de la présence d’une croûte, souvent n’est pas corrélée aux mesures de guérison qui sont visualisées par l’histologie, faisant ainsi de l’histologie l’étalon-or del’analyse 4. Bien que l’analyse histologique soit l’étalon-or, elle est le plus souvent effectuée sur un sous-ensemble arbitraire dela plaie 6,7. Par exemple, couper la plaie en « moitié » avant d’intégrer et de sectionner la plaie est actuellement une pratique courante pour réduire le temps et les ressources consacrés à la section des matériaux et à l’analyse des données. La méthode d’analyse morphométrique décrite dans ce protocole a été développée pour englober le tissu entier de blessure, pour refléter exactement les caractéristiques morphologiques de la blessure, et pour augmenter la probabilité de détecter des défauts curatifs de blessure avec une petite taille d’effet. Dans ce protocole, nous détaillons une méthode chirurgicale pour générer la blessure murine la plus couramment étudiée, la blessure excisionnelle bilatérale pleine épaisseur, aussi bien qu’une méthode détaillée et rigoureuse pour l’analyse histologique telle est rarement employée dans le domaine.
Le modèle bilatéral de blessure excisional est une procédure hautement personnalisable qui peut être employée pour étudier beaucoup de différents aspects de la guérison de blessure. Avant de commencer un projet de cicatrisation des plaies, les chercheurs devraient effectuer une analyse de puissance pour déterminer le nombre de blessures nécessaires pour détecter un défaut d’une taille d’effet particulière. Des incohérences existent dans la littérature sur la question de savoir si des souris ou des bles…
The authors have nothing to disclose.
Nous sommes reconnaissants à tous les membres du Laboratoire Dunnwald qui ont contribué à l’optimisation de ce protocole au fil des ans, et à Gina Schatteman dont la persistance dans la promotion de l’utilisation de la section sérielle pour l’analyse des plaies a rendu possible sa création. Ces travaux ont été soutenus par le financement des NIH/NIAMS à Martine Dunnwald (AR067739).
100% ethanol | |||
70% ethanol | |||
80% ethanol | |||
95% ethanol | |||
Alcohol Prep | NOVAPLUS | V9100 | 70% Isopropyl alcohol, sterile |
Ammonium hydroxide | |||
Biopsy pads | Cellpath | 22-222-012 | |
Black plastic sheet | Something firm yet manipulatable about the size of a sheet of paper | ||
Brightfield microscope | With digital acquisition capabilities and a 4X objective | ||
Cotton tipped applicators | |||
Coverslips | 22 x 60 #1 | ||
Dental wax sheets | |||
Digital camera | Include a ruler for scale, if applicable | ||
Dissection teasing needle (straight) | |||
Embedding molds | 22 x 22 x 12 | ||
Embedding rings | Simport Scientific Inc. | M460 | |
Eosin Y | |||
Glacial acetic acid | |||
Hair clipper | |||
Heating pad | Conair | Moist dry Heating Pad | |
Hematoxylin | |||
Microtome | |||
Microtome blades | |||
Paint brushes | |||
Paraffin Type 6 | |||
Paraformaldehyde | |||
Permount | |||
Phosphate buffer solution (PBS) | |||
Povidone-iodine | Aplicare | 82-255 | |
Processing cassette | Simport Scientific Inc. | M490-2 | |
Razor blades | ASR | .009 Regular Duty | |
Scalpel blades #10 | |||
Scalpel handle | |||
Sharp surgical scissors | sterile for surgery | ||
Skin biopsy punches | Size as determined by researcher | ||
Slide boxes | |||
Slide warmers | |||
Superfrosted microscope slides | Fisher Scientific | 22 037 246 | |
Temperature control water bath | |||
Tissue embedding station | Minimum of a paraffin dispenser and a cold plate | ||
Tissue processor | Minimum of a oven with a vacuum pump | ||
Triple antibiotic opthalmic ointment | |||
tweezers, curved tip | sterile for surgery | ||
tweezers, tapered tip | sterile for surgery | ||
WypAll X60 | Kimberly-Clark | 34865 |