Summary

Tomografía de coherencia óptica: Proyección de imagen de ratón ganglionares de la retina las células In Vivo

Published: September 22, 2017
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Summary

Este manuscrito describe un protocolo para la proyección de imagen en vivo de la retina de ratón con tomografía de coherencia óptica de alta resolución de dominio espectral (SD-OCT). Se centra en las células ganglionares de la retina (RGC) en la región de pepipapilar, con varios análisis y cuantificación de enfoques descritos.

Abstract

Cambios estructurales en la retina son manifestaciones comunes de enfermedades oftálmicas. Tomografía de coherencia óptica (OCT) que permite su identificación en vivo— rápidamente, repetidor y con una alta resolución. Este protocolo describe OCT la proyección de imagen en la retina de ratón como una poderosa herramienta para el estudio de neuropatías ópticas (OPN). El sistema de OCT es una alternativa no invasiva, basada en la interferometría a común análisis histológico post mortem . Proporciona una evaluación rápida y precisa del grueso retiniano, lo que permite la posibilidad de cambios, tales como adelgazamiento o engrosamiento retiniano. Presentamos el proceso de proyección de imagen y análisis con el ejemplo de la línea de ratón Opa1delTTAG . Se proponen tres tipos de análisis, con dos métodos de cuantificación: calibradores estándar y caseros. Este último es mejor para el uso en la retina pepipapilar durante exploraciones radiales; siendo más precisos, es preferible para el análisis de las estructuras más finas. Todos los enfoques descritos aquí están diseñados para que las células ganglionares de la retina (RGC), pero son fácilmente adaptables a otras poblaciones de la célula. En conclusión, la OCT es eficiente en fenotipado de modelo ratón y tiene el potencial de ser utilizado para la evaluación confiable de las intervenciones terapéuticas.

Introduction

OCT es una herramienta de diagnóstico que facilita la examinación de estructuras retinianas1, incluyendo la cabeza del nervio óptico (HNO). Con los años se ha convertido en un indicador confiable de la progresión de la enfermedad en los seres humanos2,3, así como en roedores4,5. Utiliza la interferometría para crear imágenes transversales de las capas retinales con una resolución axial de 2 μm. La capa más interna es la capa de fibras nerviosas retinianas (RNFL), que contiene axones RGC, que es seguida por la capa de células ganglionares (GCL), que contienen en su mayoría grave. El siguiente es la capa plexiforme interna (IPL), encuentro de dendritas RGC axones de células bipolares, horizontales y amacrinas. Éstos, junto con las células horizontales, forman la capa nuclear interna (INL), y sus salientes se conectan con axones de fotorreceptor en la capa plexiforme externa (OPL). Esto es seguido por la capa nuclear externa (ONL), con cuerpos de la célula del fotorreceptor y está separada de la capa del fotorreceptor por la membrana limitante externa (OLM), también llamada segmento segmento interno/externo (IS / OS) capa. Finalmente, las últimas capas observables en la retina de ratón son el epitelio retiniano del pigmento (RPE) y la coroides (C). El RNFL solo normalmente es demasiado fina para medirse en ratones; así, analizando la RNFL/GCL es preferible4,5. Otra posibilidad es la capa compleja de GC, que contiene el último además de la IPL, lo que es más grueso y así aún más fácil medir en OCT explora4. En consecuencia, OCT permiten comprender mejor la situación patológica de la retina, como en OPNs.

Por otra parte, el espesor de la retina de ratón se analiza a menudo con la histología post mortem . Sin embargo, esta técnica enfrenta limitaciones relacionadas con la colección de tejidos, fijación, corte, coloración, montaje, etc. por lo tanto, algunos defectos, tales como cambios de espesor sutil, no pueden ser detectado. Por último, porque el mismo ratón no puede ser probado en tiempo varios puntos, el número de animales por estudiar mucho aumento, a diferencia de OCT. Todo, la no invasividad, alta resolución, posibilidad de repetición, control de tiempo en tiempo y facilidad de uso de la tecnología OCT hacen el método de elección en los estudios de la enfermedad retiniana.

Modelos de ratón se utilizan para identificar defectos del gene y para dilucidar los mecanismos moleculares subyacentes de retinopatías6. OPN es una forma de retinopatía con considerable daño al nervio óptico (en), que se compone de axones RGC aproximadamente 1,2 millones. OPN se puede centrar en el o puede ser secundaria a otros trastornos congénitos o no7, llevando a la pérdida de campo visual y más tarde, ceguera. Rasgos característicos de OPN son leve pérdida y daño, que pueden observarse en humano OCT RNFL y GCL adelgazamiento2,3. Mientras tanto, la fisiopatología de la OPN es todavía mal entendida, y por lo tanto, permanece la necesidad de probar la retina de ratón.

Este manuscrito describe la proyección de imagen y cuantificación del espesor de la capa retiniana, usando el ejemplo del Opa1delTTAG ratón línea8,9, un modelo de la atrofia óptica dominante (DOA)10. Evaluar la patofisiología RGC, se cuantificaron exploraciones radiales, rectangulares y anulares. Esto fue hecha con pinzas estándar proporcionadas por el software de OCT o con una macro casera desarrollado para un programa de procesamiento de imágenes de código abierto. Las pinzas estándar son difíciles de manipular y a menudo más grueso que el RNFL/GCL, mientras que las pinzas caseras son más precisos, reproducibles y fáciles de usar. La macro realiza una medición de una capa automáticamente detectada, en 5 puntos y en posiciones fijas, en ambos lados del HNO en la región de pepipapilar. El objetivo del protocolo presentado es describir adquisición de exploración de OCT para especificar posición retiniana, con un enfoque en RGCs.

Protocol

el protocolo experimental fue aprobado por el Institut national de la santé et de la recherche médicale (Inserm; Montpellier, Francia), es consistente con las directivas europeas y cumple con la declaración de ARVO para el uso de animales en investigación oftálmica. Se llevó a cabo bajo el acuerdo del Languedoc Rosellón Comité de ética en animales de experimentación (CEEALR; nuCEEA-LR-12123). 1. configuración del equipo y preparación antes de la proyección de imagen <p class="…

Representative Results

La tecnología de la SD-OCT permite imaginar retiniana y análisis de espesor que es comparable a la histología, pero es más rápida y más detallada (figura 3). Tal como se presenta con los ratones de tipo salvaje C57Bl/6, aunque la calidad de una exploración de la SD-OCT (Figura 3A, derecha) no es tan buena como la de una imagen de sección retiniana (Figura 3A, izquierda), visualiza más capas …

Discussion

El sistema OCT, un no-invasivo en vivo imagen método, proporciona alta resolución exploraciones de Cruz-section-como retinales. Por lo tanto, su principal ventaja es su potencial para un análisis detallado, con la maravillosa oportunidad de incorporar protocolos habitualmente aplicados a los seres humanos a modelos de ratón.

En el ejemplo de Opa1delTTAG ratones mutantes, SD-OCT resultados mostraron un aumento de espesor de capa compleja de RNFL y GC, que permit…

Divulgaciones

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Este trabajo fue apoyado por el Inserm, Universidad de Montpellier, Francia de Retina, Unión Nacional des Aveugles et Déficients Visuels (UNADEV), Asociación de síndrome de Wolfram, Fondation pour la Recherche Médicale, Fondation de France y el laboratorio de excelencia Programa de EpiGenMed.

Materials

Mice
Opa1delTTAG mouse Institute for Neurosciences in Montpellier, INSERM UMR 1051, France Opa1 knock-in mice carrying  OPA1 c.2708_2711delTTAG mutation on C57Bl6/J background
Name Company Catalog Number Comments
Equipment
EnVisu R2200 SD-OCT Imaging System Bioptigen, Leica Microsystems, Germany Spectral-Domain Optic Coherence Tomography system
EnVisu R2200 SD-OCT Imaging System Software Bioptigen, Leica Microsystems, Germany Software for OCT acquisition and analysis
ImageJ 1.48v Wayne Rasband, National Institutes of Health, USA Software for analysis, requires downloading and installing two hommade macros: http://dev.mri.cnrs.fr/projects/imagej-macros/wiki/Retina_Tool
Self-regulating heating plate Bioseb, France BIO-062 Protection against hypothermia
Name Company Catalog Number Comments
Supplies
Nose Band Elastic band
Gauze pads 3"x3" Curad, USA CUR20434ERB Protection against hypothermia
Dual Ended Cotton tip applicator Essence of Beauty, CVS Health Corporation, USA Gel application
Cotton Twists CentraVet, France T.7979C.CS Mouse positioning
Name Company Catalog Number Comments
Reagents and Drugs
Néosynéphrine Faure 10% Laboratoires Europhtha, Monaco Eye dilatation
Mydriaticum 0.5% Laboratoires Théa, France 3397908 Eye dilatation
Cebesine 0.4% Laboratoire Chauvin, Bausch&Lomb, France 3192342 Local anesthesia
Imalgene 1000 Merial, France/CentraVet, France IMA004 General anesthesia
Rompun Bayer Healthcare, Germany/CentraVet, France ROM001 General anesthesia, analgesia, muscle relaxation
NaCl 0,9% Laboratoire Osalia, France  103697114 Physiological serum
Systene Ultra Alcon, Novartis, USA Hydration of eyes
GenTeal' Alcon, Novartis, USA Ophtalmic gel to minimize light refraction and opacities
Aniospray Surf 29 Laboratoires Anios, France 59844 Desinfectant

Referencias

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Citar este artículo
Jagodzinska, J., Sarzi, E., Cavalier, M., Seveno, M., Baecker, V., Hamel, C., Péquignot, M., Delettre, C. Optical Coherence Tomography: Imaging Mouse Retinal Ganglion Cells In Vivo. J. Vis. Exp. (127), e55865, doi:10.3791/55865 (2017).

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