Micro-injection
Définition
La micro-injection est une méthode directe d'injection mécanique pour introduire l'ADN dans le cytoplasme ou le noyau d'une cellule.
La micro-injection permet d'injecter mécaniquement des cellules, du matériel génétique, des peptides, des médicaments ou d'autres agents exogènes directement dans des cellules ou des tissus à l'aide d'une très petite pipette. À l'inverse, du matériel peut également être retiré de l'échantillon (par exemple, énucléation de cellules).
Schéma de la micro-injection d'un plasmide :
La microinjection est une procédure microchirurgicale réalisée sur une seule cellule, à l'aide d'une aiguille en verre (c'est-à-dire une fine pipette microcapillaire en verre), d'un dispositif de positionnement de précision (un micromanipulateur) pour contrôler le mouvement de la micropipette et d'un microinjecteur.
Explications
La microinjection permet le transfert efficace de quantités contrôlées de nucléotides dans le noyau d'une cellule cible spécifique. Il s'agit d'une méthode de transfection très précise, mais longue et coûteuse, avec un débit très faible. La microinjection est principalement utilisée pour des applications spéciales, telles que la manipulation de cellules uniques ou la génération d'animaux transgéniques, par exemple par injection pronucléaire chez la souris.
La microinjection délivre des vecteurs adénoviraux de manière efficace et contrôlée aux tumeurs (xénogreffes) chez la souris nue et fournit également des résultats de transfection reproductibles. La microinjection s'est avérée très utile pour produire des lignées cellulaires recombinantes.
La microinjection d'anticorps antifibrillarine modifie l'organisation ultrastructurale des nucléoles et des corps prénucléolaires.
Même avec l'approche nucléaire directe, la microinjection reste une procédure laborieuse. Une seule cellule peut être injectée à la fois, et de nombreuses injections sont nécessaires avant d'obtenir une expression transgénique réussie. La microinjection impose une limitation aux injections de cellules par expérience. Ainsi, avec la technologie actuelle, la microinjection a des applications très limitées pour la thérapie génique in vivo.
Méthode
Avec la micro-injection, une méthode physique, la cellule cible est positionnée au microscope et fixée par une pipette. La solution nucléotidique est ensuite directement injectée dans le cytoplasme et/ou le noyau à l'aide d'une fine aiguille capillaire en verre. Cette procédure précise nécessite un système de microinjection plutôt coûteux et beaucoup de compétences et de pratique. Une fois à l'intérieur du noyau, le nucléotide peut immédiatement s'intégrer à l'ADN endogène. Compte tenu de ces conditions préalables, la microinjection est très efficace et permet le transfert de quantités de nucléotides précisément contrôlées. Cependant, comme chaque cellule doit être micro-injectée individuellement, cette méthode prend beaucoup de temps.
L'extrusion du fluide contenant le matériel génétique à travers la micropipette utilise la pression hydrostatique. Les injections sont généralement effectuées sous contrôle visuel direct, à l'aide d'un microscope. Les petits diamètres de pointe de ces micropipettes, combinés à la haute précision du micromanipulateur, permettent une délivrance précise et précise de l'ADN. Cette technique constitue la base des développements observés aujourd'hui.
Conceptuellement, la microinjection est la méthode de délivrance de gènes la plus simple. Cependant, son application est difficile. Bien que l'injection pronucléaire d'ADN soit très efficace, il s'agit d'une procédure laborieuse; une seule cellule à la fois peut être injectée, ce qui permet généralement de transfecter seulement quelques centaines de cellules par expérience. L'injection cytoplasmique d'ADN s'est révélée moins efficace, probablement en raison de la dégradation cytoplasmique de l'ADN par les enzymes nucléases cytoplasmiques.
Un développement récent après l'établissement de la technique de microinjection consiste à développer la microinjection capillaire dans des cellules somatiques cultivées se développant sur un support solide in vitro. La microinjection d'ADN par injection capillaire dans les cellules est devenue une pratique facile. Les systèmes d'injection assistés par ordinateur et contrôlés par microprocesseur ont permis des taux d'injection élevés avec des résultats reproductibles, permettant ainsi une microinjection quantitative.
Parallèlement à la microinjection nucléaire d'ADN, la technique de microinjection a également été utilisée pour l'administration d'ADN mitochondrial et la fusion de cytoplastes pour l'administration de gènes afin de traiter les maladies génétiques non mendéliennes causées par des mutations de l'ADN mitochondrial. Dans cette méthode de fusion, l'ADN mitochondrial du cytoplaste est transféré dans des cellules mutantes par formation de cybrides.
Cette technique s'impose désormais comme l'une des techniques les plus flexibles pour introduire de l'ADN et même de l'ARN dans des cellules vivantes. Ces développements ont également aidé les chercheurs à étudier des cellules individuelles pour détecter des processus, des structures et des fonctions cellulaires complexes. La microinjection est encore largement utilisée pour développer des animaux transgéniques. L'un des développements importants dans le domaine de la thérapie génique par microinjection concerne les micromanipulations et les processus de microinjection automatisés ainsi que le contrôle et la standardisation de la préparation cellulaire ou de la production de capillaires d'injection.
Cependant, l'ADN plasmidique injecté est rapidement dégradé dans le cytoplasme, avec une demi-vie de 50 à 90 minutes. Par conséquent, il a été démontré que la microinjection d'ADN nu directement dans le noyau évite la dégradation cytoplasmique et a montré des niveaux d'expression génique beaucoup plus élevés que l'injection dans le cytoplasme.
Synonymes, antonymes
2 synonymes (sens proche) de "micro-injection" :
0 antonyme (sens contraire).
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