Nouvelles idées sur l'occlusion de l'artère rétinienne avec le modèle UPOAO

L'occlusion de l'artère rétinienne (OAR) est une condition oculaire grave qui se produit lorsque le flux sanguin dans l'artère rétinienne s'arrête soudainement. Ce manque de circulation peut endommager la rétine, entraînant des problèmes de vision. Beaucoup de gens souffrant de l'OAR peuvent avoir du mal à voir, certains perdant complètement la vue. En plus des problèmes de vision, les personnes atteintes d'OAR ont aussi un risque plus élevé de problèmes cardiaques et cérébraux. Si le flux sanguin n'est pas rétabli rapidement, la rétine peut commencer à mourir dans les 90 minutes à cause d'un manque d'oxygène et de nutriments.

Actuellement, les traitements existants pour l'OAR, comme le massage des yeux et l'oxygénothérapie hyperbare, n'apportent pas beaucoup d'aide. Il y a un traitement appelé thrombolyse, qui peut restaurer efficacement le flux sanguin, mais il doit être fait rapidement - généralement dans les 4,5 heures après l'événement. Cependant, restaurer le flux sanguin peut parfois causer plus de mal que de bien, entraînant une condition appelée lésion d'Ischémie-reperfusion (LIR), qui peut causer une inflammation et des dommages à la rétine.

Pour étudier l'OAR et trouver de meilleurs traitements, les chercheurs ont besoin de modèles animaux fiables qui imitent de près cette condition. Divers modèles animaux ont été développés pour examiner les effets des dommages rétiniens causés par une circulation sanguine réduite et une restauration subséquente. Ces modèles peuvent être regroupés en deux catégories : modèles d'occlusion intravasculaire et modèles d'occlusion extravasculaire.

Les modèles intravasculaires impliquent de bloquer le flux sanguin à l'intérieur des vaisseaux sanguins, tandis que les modèles extravasculaires impliquent de couper le flux sanguin de l'extérieur des vaisseaux. Certains modèles couramment utilisés incluent des méthodes qui bloquent directement l'artère rétinienne centrale ou impliquent le blocage de l'artère carotide commune. Chaque modèle a ses avantages et ses inconvénients. Par exemple, certaines méthodes nécessitent des techniciens hautement qualifiés pour être réalisées, tandis que d'autres peuvent entraîner des complications comme des dommages supplémentaires au nerf optique ou ne pas mimer correctement les conditions observées dans l'OAR.

Étant donné ces défis, il y a un besoin d'un modèle animal plus simple qui puisse simuler efficacement les effets aigus de l'OAR. Dans cette étude, nous avons cherché à développer un nouveau modèle de souris appelé le modèle d'occlusion de l'artère ophtalmique ptérygopalatine unilatérale (UPOAO), qui nous permet d'étudier les effets de l'ischémie rétinienne et la restauration subséquente du flux sanguin.

#Création du modèle UPOAO

Nous avons utilisé des souris mâles de huit semaines pour nos expériences afin d'éviter les effets des hormones féminines. Pour préparer les souris à l'intervention chirurgicale, nous les avons placées sous anesthésie et avons maintenu leur température corporelle stable. Nous avons fait une incision soigneuse dans la région du cou et avons isolé les artères pertinentes pour la procédure.

Un fil de silicone spécial a été inséré pour bloquer le flux sanguin vers la rétine. Ce fil de silicone agit comme un bouchon, empêchant le sang d'atteindre l'œil. Une fois le fil en place, nous attendions un temps prédéterminé pour permettre l'ischémie. Après cette période, le fil était retiré pour rétablir le flux sanguin. Tout le processus chirurgical est effectué avec soin pour minimiser les dommages aux souris et garantir des résultats précis.

#Évaluation des dommages

Après avoir complété le modèle, nous avons cherché des signes de dommages rétiniens. Pour visualiser les vaisseaux sanguins dans la rétine, nous avons injecté un colorant et avons examiné les yeux à l'aide d'un microscope spécial. Cela nous a permis de voir si le flux sanguin avait été correctement bloqué et restauré.

Nous avons ensuite étudié comment différentes durées d'ischémie et de reperfusion affectaient la rétine. Par exemple, nous avons testé deux durées ischémiques : 30 minutes et 60 minutes, suivies de périodes de reperfusion de 3 ou 7 jours. Nous avons évalué les dommages en observant le nombre de Cellules ganglionnaires rétiniennes survivantes (RGC) et en testant la fonction visuelle à l'aide de mesures d'électroretinogramme (ERG).

Nos résultats ont montré qu'après 30 minutes d'ischémie, il n'y avait pas beaucoup de dommages, mais après 60 minutes d'ischémie, nous avons observé une diminution significative des RGC et une baisse de la fonction visuelle. Cela indique que des périodes d'ischémie plus longues entraînent des dommages plus sévères à la rétine, confirmant que le modèle UPOAO représente efficacement les effets de l'OAR.

#Changements dans la structure rétinienne

Pour évaluer plus en profondeur les changements structurels dans la rétine, nous avons utilisé l'imagerie par tomographie par cohérence optique (OCT). Cette technique non invasive nous permet de mesurer l'épaisseur rétinienne. Dans notre modèle, nous avons mesuré l'épaisseur rétinienne après 3 jours et 7 jours de reperfusion.

Après 3 jours, il y avait des changements mineurs, mais un amincissement significatif a été noté après 7 jours de reperfusion. Cet amincissement impliquait particulièrement les couches internes de la rétine, là où se trouvent les RGC. Nous avons également utilisé des techniques histologiques, où nous avons coloré des sections rétiniennes pour analyser leur structure plus en détail. Cette analyse a confirmé nos résultats OCT, révélant que les couches internes rétiniennes subissaient plus de dommages avec le temps.

#Impact sur les cellules rétiniennes

Dans notre enquête, nous avons également examiné des types spécifiques de cellules rétiniennes. Celles-ci incluent les cellules bipolaires, les photorécepteurs, les cellules horizontales et les cellules amacrines. Nous avons constaté que les cellules bipolaires montraient une réduction significative de leur nombre après 7 jours de reperfusion. Cependant, les photorécepteurs semblaient être plus résilients, restant principalement stables pendant la même période.

Les cellules horizontales et les cellules amacrines cholinergiques ont montré une perte notable de cellules après 3 et 7 jours de reperfusion, indiquant que ces cellules sont aussi affectées par l'ischémie rétinienne et la restauration ultérieure du flux sanguin.

#Analyse du transcriptome

Pour approfondir les changements moléculaires qui se produisent dans la rétine pendant ces processus, nous avons effectué une analyse du transcriptome. Cette analyse nous aide à comprendre comment différents gènes sont exprimés dans la rétine pendant l'ischémie et la reperfusion.

Nous avons collecté des échantillons rétiniens et séquencé leur ARN pour identifier les gènes qui étaient activés ou désactivés à différents moments. Dans la phase initiale sans reperfusion, de nombreux gènes liés à la Réponse immunitaire étaient régulés à la hausse. Cela suggère qu'il y a une réaction immunitaire significative qui se produit pendant les premières étapes de l'ischémie.

Alors que le temps progressait vers la période de reperfusion, nous avons observé que les gènes liés au stress oxydatif et à l'inflammation devenaient plus proéminents. C'est crucial car le stress oxydatif est connu pour contribuer aux dommages cellulaires dans diverses conditions, y compris l'OAR.

Après 7 jours de reperfusion, nous avons noté un changement vers la régulation immunitaire et des voies liées à l'inflammation dans notre analyse transcriptomique. Cela suggère qu'à mesure que la rétine subit des événements ischémiques, la réponse immunitaire devient plus active et peut causer des dommages supplémentaires au tissu rétinien.

#Rôle des cellules immunitaires

La réponse immunitaire joue un rôle crucial dans les dommages causés par l'ischémie rétinienne. Nos résultats ont démontré une augmentation du nombre de leucocytes (un type de globule blanc) infiltrant la rétine après l'ischémie. Un jour après l'occlusion, nous avons observé de nombreux leucocytes dans le tissu rétinien, qui migrent probablement depuis la circulation sanguine à cause des dommages ischémiques.

De plus, nous avons examiné l'activation des cellules microgliales, qui sont les principales cellules immunitaires de la rétine. Après 3 jours et 7 jours de reperfusion, nous avons trouvé que le nombre de microglies activées augmentait considérablement. Cela indique que la réponse immunitaire, impliquant à la fois des cellules microgliales résidentes et des leucocytes infiltrants, contribue aux dommages rétiniens pendant la phase de récupération.

#Comparaison avec d'autres modèles

Pour évaluer l'unicité de notre modèle UPOAO, nous l'avons comparé à d'autres modèles couramment utilisés pour étudier l'ischémie rétinienne, tels que le modèle de haute pression intraoculaire (HIOP) et le modèle d'occlusion de l'artère carotide commune unilatérale (UCCAO). Bien que ces deux modèles fournissent des informations sur les dommages rétiniens ischémiques, ils présentent des caractéristiques différentes.

Le modèle HIOP est principalement utilisé pour le glaucome à angle fermé primaire et montre des effets similaires au modèle UPOAO ; cependant, il entraîne également des dommages aux couches externes de la rétine que nous n'avons pas observés dans notre modèle. Le modèle UCCAO représente principalement l'hypoperfusion rétinienne chronique et ne reproduit pas aussi efficacement les événements ischémiques aigus observés chez les patients atteints d'OAR que le modèle UPOAO.

Notre analyse transcriptomique a révélé que le modèle UPOAO a des signatures d'expression génique distinctes par rapport aux autres modèles, en particulier dans le métabolisme lipidique et les réponses inflammatoires. Ces différences suggèrent que chaque modèle a un mécanisme d'action unique et peut mettre en évidence différents aspects de la blessure rétinienne et de la récupération.

#Conclusion

En résumé, nous avons réussi à développer un nouveau modèle de souris appelé le modèle UPOAO pour étudier l'occlusion de l'artère rétinienne et ses effets sur la rétine. Le modèle imite les événements ischémiques aigus observés chez les patients atteints d'OAR et permet aux chercheurs d'examiner les processus pathophysiologiques associés.

Grâce à nos expériences, nous avons observé comment des durées variées d'ischémie et de reperfusion impactent la structure et la fonction rétiniennes, soulignant le rôle crucial des réponses immunitaires dans la rétinopathie. Les insights tirés de cette recherche aideront à comprendre la pathologie de l'OAR et pourraient ouvrir la voie à de futures stratégies thérapeutiques visant à protéger la rétine des blessures ischémiques.

Ce modèle offre une plateforme efficace pour d'autres études visant à identifier des traitements potentiels pour l'OAR et les maladies oculaires connexes, dans le but ultime d'améliorer les résultats visuels des patients souffrant de cette condition.