Ricostruzione tridimensionale della rete vascolare nei nuclei cocleari del ratto

The network of blood vessels of the brain structures is intimately involved in the functioning of the neuronal circuits, and has important macro and microcirculation specializations, which vary according to the operating region. In the dorsal cochlear nucleus of the auditory apparatus, which overlooks the 4th ventricle and therefore is not covered by the meninges, the spraying presents some peculiarities, such as a close blood-brain protection in the molecular layer, and the absence of similar penetrating arterioles in those observed in the cerebral cortex and cerebellar. Furthermore, the dorsal cochlear nucleus is in close contact with the choroid plexus, which represents one of the main brain structures responsible for neuroimmune interactions. Since the dorsal cochlear nucleus is implicated in the genesis of tinnitus, which is related to non-acoustic risk factors, including the presence of inflammatory phenomena, understanding the vascular connections of this consensus nucleus will in fact highlight the possibility of neuroimmune interaction and neuroinflammatory. The reconstruction of the microcirculation of the cochlear nucleus would be very difficult to reconstruct through classic histological slices (due to cutting artifacts) but also via micro-CT (due to limited resolution and contrast). To overcome this problem, the reconstruction was carried out using a new tissue clarification technique, called iDISCO +, which allows to immunomark whole macroscopic preparations (in our case the rat brain combined with the temporal bone). These preparations can be observed using optical sectioning by SPIM microscopy. In our preparation, the vascular network has been immunolabelled for the actin of the smooth muscle (present in the middle vascular tunic, and therefore evident especially in the arteries and arterioles) and for the type IV collagen (present in the basal laminae of the endothelium, and therefore evident throughout the vascular network, including capillaries). The vascular network thus highlighted was manually segmented with the use of the ITK-SNAP software

La rete di vasi sanguigni delle strutture encefaliche è intimamente coinvolta nel funzionamento dei circuiti neuronali, e presenta importanti specializzazioni del macro- e microcircolo, variabili a seconda della regione considerata. Nel nucleo cocleare dorsale dell’apparato uditivo, che si affaccia sul 4° ventricolo e quindi non è ricoperto dalle meningi, l’irrorazione presenta alcune peculiarità, come una ridotta barriera ematoencefalica nello strato molecolare, e l’assenza di arteriole penetranti analoghe a quelle osservate nella corteccia cerebrale e cerebellare. Inoltre, il nucleo cocleare dorsale è a stretto contatto con il plesso coroideo, il quale rappresenta una delle principali strutture encefaliche deputate alle interazioni neuroimmuni. Dato che il nucleo cocleare dorsale è implicato nella genesi dell’acufene, che è correlato a fattori di rischio non acustici, tra cui la presenza di fenomeni infiammatori, la comprensione delle connessioni vascolari di tale nucleo consentirà di mettere in evidenza possibili siti di interazione neuroimmune e neuroinfiammatoria. La ricostruzione del microcircolo del nucleo cocleare risulterebbe molto difficile da ricostruire tramite classiche fettine istologiche (a cause di artefatti di taglio) ma anche tramite micro-CT (a causa di limitata risoluzione e contrasto). Per ovviare a questo problema, la ricostruzione è stata effettuata utilizzando una nuova tecnica di chiarificazione tissutale, chiamata iDISCO+, che permette di immunomarcare preparati macroscopici interi (nel nostro caso l’encefalo di ratto unito all’osso temporale). Questi preparati possono venire osservati utilizzando sezionamento ottico tramite microscopia SPIM. Nel nostro preparato, il network vascolare è stato immunomarcato per l’actina del muscolo liscio (presente nella tonaca media vascolare, e quindi evidente soprattutto nelle arterie ed arteriole) e per il collagene di tipo IV (presente nelle lamine basali degli endoteli, e quindi evidente in tutta la rete vascolare, capillari compresi). Il network vascolare così evidenziato è stato segmentato manualmente con l’utilizzo del software ITK-SNAP