L'imagerie à trois photons in vivo à long terme révèle des différences régionales dans l'oligodendrogenèse saine et régénérative
Voici la traduction française du rapport :
Cet article rapporte une étude originale sur la dynamique des oligodendrocytes dans le cortex cérébral et la substance blanche de souris, en utilisant la technique de microscopie à trois photons.
Introduction : Les oligodendrocytes sont les cellules productrices de myéline dans le système nerveux central, essentielles pour la conduction nerveuse, les fonctions cognitives et la réparation après les lésions. Des études antérieures ont montré que la génération et la différenciation des oligodendrocytes diffèrent selon les régions cérébrales, mais les mécanismes de cette régulation spécifique à la région restent flous, en raison de l’incapacité d’observer les structures profondes in vivo sur le long terme. Cette étude exploite l’avantage de l’imagerie en profondeur de la microscopie à trois photons pour réaliser l’imagerie in situ à long terme des oligodendrocytes dans les colonnes corticales et la substance blanche du cerveau de souris.
Origine de l’article :
Auteurs : Michael A. Thornton et al.
Affiliations : Département de biologie cellulaire et du développement, Centre médical Anschutz, Université du Colorado, etc.
Journal : Nature Neuroscience
Date de publication : Mai 2024
Procédure de recherche : (a) Implantation d’une fenêtre crânienne transparente sur des souris transgéniques mobp-EGFP exprimant la protéine fluorescente verte améliorée (EGFP) pour marquer in vivo les oligodendrocytes matures et leur gaine de myéline.
(b) Établissement d’un système de microscopie à trois photons, utilisant un laser proche infrarouge à 1300 nm pour exciter le processus à trois photons et obtenir des images 3D haute résolution jusqu’à 1000 µm de profondeur.
© Optimisation des paramètres d’imagerie à trois photons pour éviter les dommages tissulaires par le laser, notamment en ajustant l’énergie laser, en utilisant un système optique adaptatif pour corriger les aberrations, et en contrôlant la vitesse de balayage.
(d) Imagerie in situ à long terme pour suivre la dynamique des oligodendrocytes individuels dans des conditions saines et un modèle de démyélinisation induite par la cuprizone.
(e) Collecte de données d’imagerie à trois photons, notamment des signaux EGFP marquant les corps cellulaires et de troisième harmonique marquant les structures de la gaine de myéline.
(f) Analyse des données d’imagerie pour quantifier les oligodendrocytes nouvellement formés, survivants et perdus, et modéliser la dynamique des populations cellulaires.
(g) Utilisation de techniques comme l’hybridation in situ pour ARN afin d’étudier l’expression de gènes spécifiques dans les sous-populations d’oligodendrocytes des différentes régions cérébrales.
Principales découvertes : 1. À l’état sain, la substance blanche produit plus d’oligodendrocytes nouveaux, mais les populations d’oligodendrocytes de la substance grise se développent plus rapidement.
La perte d’oligodendrocytes induite par la cuprizone est comparable dans la substance grise et blanche. Cependant, la substance blanche présente une meilleure capacité de régénération après la lésion.
Les oligodendrocytes des couches corticales profondes (5⁄6) ont une capacité de régénération réduite après la lésion, et le rétablissement du sous-type moléculaire MOL5/6 est également altéré.
À l’état sain, les proportions des sous-types moléculaires d’oligodendrocytes (MOL1/2/3/5/6) diffèrent selon les régions cérébrales, illustrant une hétérogénéité partiellement rétablie après la lésion.
Valeur de la recherche : 1. Établissement d’une nouvelle méthode d’imagerie in situ à long terme des oligodendrocytes par microscopie à trois photons, dépassant les limites de profondeur de la microscopie à deux photons. 2. Découverte d’une régulation spécifique à la région cérébrale de la génération, la différenciation et la régénération des oligodendrocytes, suggérant des mécanismes liés au microenvironnement. 3. La régénération réduite des oligodendrocytes des couches corticales profondes pourrait être liée aux déficits cognitifs tardifs des leucopathies, soulignant l’importance de promouvoir la réparation dans cette région. 4. Pose les bases pour explorer les liens entre l’hétérogénéité des oligodendrocytes et leurs fonctions, contribuant à élucider les mécanismes moléculaires de la myélinisation normale et de la réparation.
En résumé, cette étude décrit de manière approfondie la régulation régionale spécifique de la dynamique des oligodendrocytes, illustrant la valeur importante de la microscopie à trois photons pour la recherche en neurosciences.