3 Dimensions (3D)-imprimé le modèle pour l’embryon de poisson zèbre haut débit parant

Comme un organisme modèle populaire, le poisson zèbre est largement utilisé dans les domaines de la toxicologie et médecine^1,2,3,4. Par rapport aux plates-formes de in vitro , zebrafish offrent beaucoup plus grande complexité biologique qu’un ou deux types de cellules ne pouvaient pas offrir. En plus d’être un organisme entier, modèle, du poisson-zèbre grande fécondité, rapid et simultané du développement embryonnaire et orgue haute translucidité ont donné cette avantages uniques du modèle à utiliser pour la toxicité à grande échelle ou de médicaments/composé⁵de dépistage. Les centaines d’embryons produits par une paire de poissons zèbres adultes chaque semaine surpassent tous les autres modèles animaux et rendent convenant au criblage à haut débit.

Une procédure de dépistage typique à l’aide de poisson-zèbre implique une quantité importante de travail manuel, comme le poisson-zèbre adulte frai, la sélection d’embryons et parant les embryons dans des conteneurs où ils sont soumis à une exposition par immersion dans l’eau. Le développement des embryons est surveillé et effets observables tels que de la mortalité, taux d’éclosion et anomalie sont souvent évalués manuellement et utilisés comme l’identification préliminaire de la toxicité des produits chimiques ou des indications de l’efficacité des médicaments ou composés. Pour accélérer la procédure de présélection, approches telles que l’imagerie automatisée et analyse d’images assistée par ordinateur ont été explorées auparavant. Par exemple, microscopes à forte teneur en capacités d’imagerie ont été adaptés pour effectuer le champ lumineux automatisé ou imagerie de fluorescence sur des embryons de poisson-zèbre à divers stades de développement de 96/384 puits plaques⁶. Dispositifs microfluidiques couplés avec des microscopes ont été utilisés pour placer des larves de poisson zèbre par le biais de la manipulation actuelle pour l’imagerie du cerveau neurones⁷. Ces approches pourraient améliorer considérablement l’efficacité des acquisitions d’image par rapport au fonctionnement manuel traditionnel. En outre, avec le grand nombre d’images générées, outils d’analyse image ont également été développés pour accélérer le traitement des données, tel que démontré par Liu et al. et Tu et al. ^{8 , 9}.

Le niveau de débit de l’imagerie et analyse d’images augmente, il est devenu clair que l’étape cinétiquement limitante de dépistage réside dans le processus de préparation des embryons de poisson-zèbre pour l’exposition, ce qui signifie généralement les parant en plaques de 96 ou 384 puits. Pour résoudre cette étape de goulot d’étranglement, guidée par vision robotique ont été développés par Mandrell et al. ¹⁰ et nous¹¹ précédemment en remplacement de manutention manuelle mais les instruments étaient plutôt sophistiqués et il y a une courbe d’apprentissage profonde pour mettre en œuvre ces techniques. Par conséquent, pour fournir une approche facile à utiliser devient un facteur important pour améliorer encore le niveau de débit du poisson-zèbre dépistage et est le principal objectif de ce travail.

Dans ce travail, nous avons conçu et fabriqué un embryon parant modèle par impression 3D. Un tel modèle arraying a été conçu pour piéger l’embryon de poisson zèbre dans les puits qui correspondent avec une plaque de 96 puits standard. Au lieu de la sélection d’embryons et leur parant dans les puits individuels un par un, on pourrait effectuer array et l’embryon des tous les embryons de 96 dans une plaque multiplie à la fois. À l’aide de ce modèle et le protocole suivant, un pouvant accroître considérablement l’efficacité des parant des embryons en plaques multiplis, ce qui seraient à terme stimuler la capacité de dépistage par rapport au moins dix fois, à commande manuelle. Le protocole décrit ci-dessous inclut un design d’ensemble pour le parant de modèle, le frai du poisson-zèbre, la collecte des embryons et parant. La figure 1 illustre la conception globale du modèle arraying. Figure 2 montre une vue d’ensemble du protocole étape par étape sur l’utilisation du modèle décrit dans les parties 3 et 4.