Validazione preliminare delle coordinate di iniezione stereotassiche tramite criosezione

Quasi tutti i moderni strumenti di neuromodulazione, compresi gli strumenti di registrazione del calcio in vivo, optogenetici e chemiogenetici, richiedono l’uso di coordinate stereotassiche per colpire l’area cerebrale di interesse ^1,2,3, costituendo la base della manipolazione neurale. Le coordinate stereotassiche per le regioni cerebrali del topo sono definite in relazione a bregma e lambda, i punti di riferimento ossei sul cranio, che formano il cosiddetto sistema di coordinate stereotassiche derivato dal cranio. Sia bregma che lambda possono fungere da punto zero delle coordinate tridimensionali. I tre assi sono anteroposteriore (AP), mediolaterale (ML) e dorso-ventrale (DV), che rappresentano gli assi y, x e z sul display digitale degli strumenti stereotassici. Per regioni cerebrali ben note, i parametri delle coordinate stereotassiche di un’area specifica possono essere ottenuti dagli atlanti del cervello di topo⁴ (ad esempio, Paxinos e il cervello di topo di Franklin in coordinate stereotassiche) e/o dalla letteratura pubblicata ^5,6. Tuttavia, è necessaria un’ulteriore convalida a causa delle variazioni nell’attrezzatura stereotassica e dell’età/popolazione dei topi utilizzati da diversi ricercatori.

La struttura è la base della funzione. I circuiti neurali costituiscono la base di molte funzioni cerebrali, come le attività cognitive, le emozioni, la memoria,^{le funzioni sensoriali} e motorie. Etichettare la struttura e manipolare l’attività dei circuiti neurali è vitale per comprendere la funzione di uno specifico circuito neurale. Negli ultimi decenni, i traccianti neurali si sono evoluti attraverso molte generazioni; le prime ricerche hanno adottato l’agglutinina del germe di grano (WGA) e l’agglutinina phaseolus vulgaris (PHA) come traccianti anterogradi, e il fluorogold (FG), la subunità B della tossina del colera (CTB), la carbocianina come traccianti retrogradi. Tuttavia, a differenza dei traccianti virali, questi traccianti neurali tradizionali non possono integrare geni esogeni nell’ospite, né hanno selettività per tipo di cellula. Al giorno d’oggi, la strategia virale è diventata una proposta importante durante la ricerca di base sulle neuroscienze. Per diversi scopi di ricerca, è possibile selezionare vari strumenti virali ^7,8. Esistono virus non transsinaptici, virus trans-multisinaptici (retrogradi e anterogradi) e virus trans-monosinaptici (retrogradi e anterogradi). Ogni categoria contiene diversi tipi con le rispettive caratteristiche.

Il processo di somministrazione ed espressione virale richiede molto tempo e risorse, spesso richiede settimane o anche di più. Tra i vari vettori virali, il virus adeno-associato è stato identificato come un mezzo promettente per la consegna genica, fornendo un’ampia finestra che va da 3 a 8 settimane dopo l’iniezione per la procedura sperimentale ^7,8. Con l’evolversi dell’AAV, l’analisi può essere eseguita 2-3 settimane dopo la somministrazione ^9,10. Anche altri traccianti di circuiti neurali, come il virus della pseudorabbia (PRV) e il virus della rabbia (RV), richiedono un periodo di tracciamento di almeno 2-7 giorni 11,12,13,14,15. Pertanto, una verifica preliminare del sito di iniezione prima di osservare i segnali di fluorescenza è efficace sia in termini di tempo che di costi.

Per facilitare una verifica semplice e rapida delle iniezioni stereotassiche, in questo studio, viene somministrato un colorante prima dei vettori virali e la criosezione consente ai ricercatori di osservare il sito di iniezione e tracciarlo entro 30 minuti dopo l’iniezione.