Encyclopédie du Projet Embryonnaire

La technique de coloration de Golgi, également appelée réaction noire d’après la couleur de la tache, a été développée dans les années 1870 et 1880 en Italie pour rendre les cellules cérébrales (neurones) visibles sous le microscope. Camillo Golgi a développé la technique en travaillant avectissu nerveux, ce qui obligeait Golgi à examiner la structure cellulaire au microscope.Golgi a amélioré les méthodes de coloration existantes, permettant aux scientifiques de visualiser pour la première fois des neurones entiers et modifiant la façon dont les gens discutaient du développement et de la composition des cellules du cerveau. Au XXIe siècle, la méthode de coloration de Golgi a continué à éclairer la recherche sur le système nerveux, en particulier en ce qui concerne le développement embryonnaire.

Golgi a commencé à publier des recherches sur le système nerveux et sa structure cellulaire entre 1870 et 1872, alors qu’il travaillait dans le laboratoire de Giulio Bizzozero à l’Institut de Pathologie générale de l’Université de Pavie à Pavie, en Italie. Par la suite, Golgi est devenu médecin chef au Pio Luogo degli Incurabili (Hôpital pour les malades chroniques) à Abbiategrasso, en Italie. Il a construit un laboratoirla cuisine de l’hôpital, où il a développé une nouvelle technique pourtainer des tissus neuraux. La méthode de coloration de son temps impliquait de colorer un tissu organique avec du carmin rouge ou de la blackhématoxyline et de l’exposer à un réactif, comme le dichromate de potassium ou l’acide chromique, qui durcissait les neurones individuels. Les scientifiques ont ensuite isolé des cellules individuelles en les séparant sous un microscope avec des aiguilles. Parce que les neurones ont une forme différente des autrescellules du corps, les scientifiques ont souvent cassé les projections de la cellule en essayant de les séparer. Ces projections comprenaient des dendrites de type toile qui reçoivent des impulsions neurales et les relaient au corps cellulaire, et le long axone de l’autre côté du corps cellulaire qui relaie ces impulsions.

Les premières tentatives de Golgi pour améliorer la coloration impliquaient d’infuser des cellules avec divers métaux pour visualiser des neurones entiers et d’autres types de tissus plus en détail. Après avoir expérimenté l’exposition des cellules à l’or etmercure, Golgi a utilisé du nitrate d’argent. La tache de nitrate d’argent lui a permis de voir les neurones dans leur intégralité, les transformant en noir sur fond jaune pâle. La couleur noire des neurones tachés l’a conduit à nommer sa technique la reazione nera (la réaction noire). Le processus de coloration a teint cinq à dix pour cent de l’échantillon de cellules, permettant à Golgi de voir les structures cellulaires individuelles au milieu de masses enchevêtrées de tissus nerveux.

Les mécanismes de la technique de coloration de Golgi étaient similaires à ceux de ses contemporains. Tout d’abord, pour durcir le tissu neural mou, Golgi a immergé des échantillons jusqu’à quarante-cinq jours dans une solution de dichromate de potassium à 2,5%. Ensuite, il a trempé les échantillons dans un 0.5à 1% de solution de nitrate d’argent pendant différentes quantités de temps pour teindre certaines cellules en noir. Golgi a ensuite déshydraté les échantillons avec de l’alcool et les a tranchés à intervalles de 100 microns, l’équivalent de l’épaisseur d’un morceau de papier, suffisamment large pour conserver un neurone. Golgi a ensuite rincé le tissu dans de la térébenthine et l’a attaché à une lame avec de la gomme claire damar pour le préserver. À ce moment-là, ilvue un échantillon au microscope.

Golgi a publié les résultats de sa procédure de coloration dans un papier de 1873 intitulé “Sulla Struttura della Sostanza Grigia del Cervello” (Sur la Structure de la Matière cérébrale grise). En Allemagne, Franz Boll a publié des notes du travail de Golgi dans des revues allemandes, qui ont diffusé des nouvelles du travail de Golgi. Golgi a continué à utiliser sa technique de coloration pour examiner les tissus neuraux, puis a accumulé ses découvertes inSulla Fina Anatomia degli Organi Centrali del Sistema Nervoso (Sur l’Anatomie fine des Organes centraux du Système Nerveux) publiées en 1885. Cette année-là, Eugen Bleuler, psychiatre en Suisse, a utilisé la méthode de coloration de Golgi et a présenté des spécimens du cortex cérébral de rabbit à la Société médicale de Zürich.

Dans les années 1880, Albert von Kölliker, physiologiste suisse, a étudié le développement du cerveau, les voies neuro-sensorielles et le développement des organes internes chez les mammifères en utilisant la technique de coloration de Golgi. Il apprit la technique sous l’instruction de Golgi en 1887 et publia “Ueber Golgi’s Untersuchungen, den FeinerenBau des Centralen Nervensystems Betreffend” (Sur les études de Golgi concernant la Structure plus fine du Système Nerveux central) plus tard dans l’année. Kölliker a fait l’éloge de la technique de coloration de Golgi, conduisant de plus en plus de scientifiques à l’adopter.

En 1887, Santiago Ramón y Cajal en Espagne a modifié la technique en introduisant du nitrate d’argent dans le tissu en deux trempages plus courts, plutôt qu’un trempage long. Cette modification a amélioré la couleur etdétail de la tache. Des chercheurs comme Golgi et Ramón y Cajal ont utilisé les résultats de ces études de coloration pour aider à développer la neurondoctrine, qui a déclaré que les neurones étaient des cellules individuelles qui transmettaient des impulsions électriques les unes aux autres. Cette théorie a transformé les théories de la structure et de la fonctionnalité du système nerveux. Les scientifiques ont confirmé la théorie en utilisant la technique de coloration de Golgi pour montrer les lacunes, ou synapses, entre les neurones. Golgi et Ramón y Cajal ont partagé le Prix Nobel de physiologie ou médecine en 1906.

En 1917, Pío del Río Hortega a encore adapté la méthode de Golgi en mélangeant des tissus avec du formol, de l’hydrate de chloral et du chromate de potassium, ce qui a réduit le temps nécessaire pour terminer la coloration. Au XXIe siècle, les chercheurs ont utilisé la méthode de delRío Hortega pour teindre les cellules cérébrales non neuronales comme la neuroglie et les cellules du cervelet. Après une accalmie de popularité entre les deux guerres mondiales, la technique de coloration de Golgi a retrouvé sa popularité dans les années 1930 avec l’introduction du microscope électronique.

Les scientifiques ont utilisé la technique de coloration de Golgi pour mieux expliquer la formation des neurones, du cerveau et des voies sensorielles. Le Golgistaining a également aidé les scientifiques à classer les organites dans les cellules, y compris les organites des cellules musculaires qui stockent et transportent le calcium, appelés réticulum sarcoplasmique, et les organelles de modification des protéines dans les cellules appelées appareil de Golgi. La technique de coloration de Golgi est restée une méthode primaire de colorationau XXIe siècle.