Cartílagos craneofaciales en estrecho contacto con otros tejidos, y son difíciles de manipular en animales vivos. Estamos utilizando electroporación para ofrecer herramientas moleculares durante el crecimiento del esqueleto craneofacial sin pasar por los primeros efectos de embriones. Este enfoque nos permite analizar de manera eficiente las moléculas candidatas<em> In vivo.</em
La electroporación es un método eficaz para el suministro de ADN y otras macromoléculas cargadas en los tejidos en los puntos precisos de tiempo y en lugares precisos. Por ejemplo, la electroporación se ha utilizado con gran éxito para estudiar el desarrollo neuronal y de la retina en Xenopus, pollo y ratón 1.10. Sin embargo, es importante señalar que en todos estos estudios, los investigadores no estaban dirigidas a los tejidos blandos. Debido a que estamos interesados en el desarrollo craneofacial, adaptamos un método para apuntar mesénquima facial.
Cuando se realizaron búsquedas en la literatura, encontramos, para nuestra sorpresa, muy pocos informes de la transferencia de genes con éxito en el tejido cartilaginoso. La mayoría de estos estudios fueron estudios de terapia génica, como la entrega de siRNA o de proteínas en líneas celulares condrogénica, o, en modelos animales de artritis 11-13. En otros sistemas, como el pollo o el ratón, la electroporación de mesénquima facial ha sido un desafío (COMUNICACI personaliones, Departamento de Desarrollo Craneofacial, KCL). La hipótesis de que la electroporación en los tejidos cartilaginosos y procartilaginous en Xenopus podría funcionar mejor. En nuestros estudios, nos muestran que la transferencia de genes en los cartílagos faciales se produce de manera eficiente en las etapas iniciales (28), cuando el primordio facial sigue siendo compuesto de los tejidos blandos antes de la diferenciación del cartílago.
Xenopus es un sistema de vertebrados muy accesible para el análisis del desarrollo craneofacial. Estructuras craneofaciales son más visibles en Xenopus que en cualquier modelo de otros vertebrados, principalmente debido a embriones de Xenopus son fertilizados externamente, lo que permite el análisis de las etapas más tempranas, y facilitar imágenes en vivo a una resolución única célula, así como la reutilización de las 14 madres. Entre los modelos de vertebrados desarrollo externo, Xenopus es más útil para el análisis craneofaciales que el pez cebra, Xenopus, como las larvas son más grandes y más fáciles de dissect, y el desarrollo de la región facial es más accesible a las imágenes de la región equivalente en pescado. Además, Xenopus es evolutivamente más cerca de los humanos que el pez cebra (~ 100 millones años más) 15. Por último, en estas etapas, los renacuajos Xenopus son transparentes, y la expresión simultánea de proteínas fluorescentes o moléculas que permiten una fácil visualización de los cartílagos en desarrollo. Creemos que este enfoque nos permitirá poner a prueba rápida y eficiente las moléculas candidatas jp un sistema modelo in vivo.
En este vídeo, hemos demostrado la viabilidad de la entrega de genes mediada por electroporación en el mesénquima facial de los renacuajos Xenopus. El uso de este enfoque, podemos evitar los primeros efectos del desarrollo de la manipulación de la función del gen que nos permite apuntar tejidos específicos en momentos posteriores. Nuestros estudios muestran que la población heterogénea de células mesenquimales craneofacial puede verse afectada, lo que nos permite estudiar el linaje de las células por electroporación, así como los requisitos de la célula autónoma de las proteínas de interés. Combinado con imágenes en vivo, se puede utilizar este método para estudiar la función génica, con el tiempo, durante el desarrollo craneofacial. Este nuevo método pone de manifiesto la maleabilidad de Xenopus para el estudio de la organogénesis. Creemos que este método puede ser adaptado ampliamente para estudiar la morfogénesis y la diferenciación de otros tejidos.
The authors have nothing to disclose.
Estamos muy agradecidos a Nancy Papalopulu y Boyan Bonev de asistencia con la electroporación Xenopus. También queremos agradecer a Marc Dionne para la lectura crítica, Green y Jeremy John Wallingford útil para los debates y los miembros del laboratorio de Liu por su apoyo. Este trabajo fue financiado por becas de la BBSRC (BB/E013872/1) y el Wellcome Trust (081880/Z/06/Z) para KJL.