Automatisierter Vibratomschnitt von Agarose-eingebettetem Lungengewebe für die Multiplex-Fluoreszenzbildgebung
6. Oktober 2023
Wir haben eine Gewebeverarbeitungstechnik entwickelt, bei der ein Vibratom und in Agarose eingebettetes Lungengewebe verwendet werden, um Lungenschnitte zu erzeugen, wodurch hochauflösende Bilder der Lungenarchitektur aufgenommen werden können. Wir verwendeten Immunfluoreszenzfärbung, um die räumliche Proteinexpression anhand spezifischer Lungenstrukturmarker zu beobachten.
Dieses Protokoll ist besonders nützlich bei großen Tiermodellen für Lungentransplantation und -regeneration, wie z. B. Schweinen, bei denen wir im Laufe der Zeit kleine Stücke beproben können. Diese Technik kann uns helfen, die räumliche Biologie, die in diesen Modellen eine Rolle spielt, besser zu verstehen. Diese Technik erzeugt minimal bearbeitete Lungenschnitte, die für die Immunfluoreszenzbildgebung geeignet sind, ohne dass eine Antigengewinnung erforderlich ist, und hat sich bei allen bisher getesteten Antikörpern als wirksam erwiesen.
Dieses Verfahren kann angepasst werden, um etwas dickere Abschnitte, z. B. etwa einen Millimeter, zu schneiden, die dann in der Lichtblattfluoreszenzmikroskopie verwendet werden können, um die räumliche Proteinexpression in einem dreidimensionaleren Volumen zu untersuchen. Unsere Forschung untersucht Faktoren, die die Abstoßung von Lungentransplantaten beeinflussen, und entwickelt Therapien, um die Abstoßung mit unserem Schweinemodell zu reduzieren. Diese Technik hilft, räumliche Proteinveränderungen zu verstehen, die sich auf die Transplantationsergebnisse nach der Operation auswirken.
Wir verwenden diese Technik derzeit, um die räumliche Proteinexpressionslandschaft in unserem Schweinelungentransplantationsmodell zu untersuchen. Wir hoffen, dass es uns helfen wird, die Mechanismen hinter unseren experimentellen Therapien besser zu verstehen. Der Schlüssel zum Erfolg liegt hier in Vibratomsichtungen, hohe Blattamplituden und niedrigere Kraftgeschwindigkeiten sind wichtige Dinge, auf die man achten sollte, wenn die Sektion schlecht läuft.
Übersicht
Diese Studie stellt eine neuartige Gewebeprozessierungstechnik vor, die einen Vibratom und Agarose-eingebettetes Lungengewebe nutzt, um hochauflösende Lungenschnitte herzustellen. Die Methode ermöglicht die Immunfluoreszenzfärbung, um die räumliche Proteinausprägung in der Lungenarchitektur zu beobachten.
Wesentliche Studienkomponenten
Bereich der Wissenschaft
- Neurowissenschaften
- Biologie
- Lungen transplantation
Hintergrund
- Das Verständnis der räumlichen Biologie in Lungenmodellen ist entscheidend für die Erforschung der Lungentransplantation.
- Die Technik erzeugt minimal aufbereitete Lungenschnitte, die sich für die Bildgebung eignen.
- Sie hat sich als wirksam mit verschiedenen Antikörpern erwiesen, ohne dass ein Antigen-Retrieval erforderlich ist.
- Einstellbar für dickere Schnitte zur Anwendung fortgeschrittener Bildgebungsverfahren.
Zweck der Studie
- Untersuchung der Faktoren, die die Abstoßung von Lungentransplantaten beeinflussen.
- Entwicklung von Therapien zur Verringerung der Abstoßung bei Lungentransplantationen.
- Untersuchung der räumlichen Proteinausprägung in einem Schweine-Lungentransplantationsmodell.
Verwendete Methoden
- Einbetten von Lungengewebe in Agarose zur Schnittführung.
- Verwendung eines Vibratoms, um Lungenschnitte definierter Dicke herzustellen.
- Immunfluoreszenz-Färbung zur Visualisierung der Proteinexpression.
- Vergleichende Analyse der Verteilung von Pneumozyten des Typs II in menschlichen Proben.
Hauptergebnisse
- Erfolgreiche Erzeugung von Lungenschnitten mit hoher Auflösung.
- Identifizierung räumlicher Proteinveränderungen, die Transplantatergebnisse beeinflussen.
- Höhere Anzahl von Pneumozyten Typ II und größere Gerüstbedeckung in Säuglingsproben im Vergleich zu Erwachsenen.
- Zielgerichteter Einsatz der Technik an unterschiedlichen Lungengewebeproben.
Schlussfolgerungen
- Die Vibratomschnitttechnik verbessert das Verständnis der Lungenarchitektur.
- Sie liefert Einblicke in die räumliche Proteinausprägung, die für die Transplantationsbiologie relevant ist.
- Diese Methode könnte zukünftige Forschungen zur Lungentransplantation und -regeneration erleichtern.
Häufig gestellte Fragen
Ausschlaggebende Bedeutung für die Industrie
Die automatisierte Vibratomschnitttechnik von in Agarose eingebettetem Lungengewebe ermöglicht reproduzierbare, minimal verarbeitete Lungenschnitte für die multiplexe Fluoreszenzabbildung über verschiedene Arten hinweg. Dieses Arbeitsverfahren löst die Herausforderung, die native Lungenarchitektur und Antigenität zu bewahren, und unterstützt eine proteinbasierte Analyse mit hohem Informationsgehalt zur räumlichen Lokalisation, die für die translationale Lungenforschung entscheidend ist. Die Methode erhöht das Vorhersagevertrauen in präklinischen Lungenmodellen und liefert Grundlagen für mechanistische Untersuchungen zu Verletzungen, Regeneration und Transplantationsergebnissen.
Strategische Anwendungen in der Biopharma-Forschung und -Entwicklung
Frühe Entdeckung und Zielvalidierung
- Ermöglicht die Untersuchung der räumlichen Proteinexpression im nativen Lungengewebe zur mechanistischen Risikominimierung.
- Unterstützt die funktionelle Target-Validierung, da die Antigenität ohne antigene Aufbereitung erhalten bleibt.
- Erleichtert vergleichende Studien an Proben von Maus, Schwein und Mensch zur Bestätigung der Zielstruktur über Spezies hinweg.
Screening und Assay-Entwicklung
- Liefert standardisierte, reproduzierbare Lungenschnitte, die für multiplex Immunfluoreszenzassays geeignet sind.
- Ermöglicht quantitative, räumliche Aussagen zur Proteinstofflokalisation und -menge.
- Ermöglicht die Skalierbarkeit von Assays und die Wiederverwendung der Plattform zur Antikörpervalidierung und -screening.
Translationale und präklinische Forschung
- Passt zu krankheitsrelevanten Modellen, einschließlich Lungentransplantation und Verletzungen bei großen Tieren.
- Unterstützt die translationale Biomarker-Entdeckung, indem sie eine hochauflösende räumliche Abbildung von Proteinveränderungen ermöglicht.
- Erleichtert die risikoadjustierte Weiterentwicklung experimenteller Therapien durch mechanistische Einblicke in die Gewebeumbildung und Abstoßung.
Pipeline- und Workflow-Integration
Diese Methode umfasst den gesamten Prozess von der frühen Entdeckung bis zur präklinischen Validierung und unterstützt Arbeitsabläufe in der Forschung zu Lungenschäden, Regeneration und Transplantation.
- Entdeckungsbiologie: Ermöglicht die Überprüfung von Hypothesen zur räumlichen Proteindynamik in intakter Lungenarchitektur.
- Screening: Liefert reproduzierbare, quantitative Bildgebungsdaten zur Bewertung von Antikörpern und Biomarkern.
- Analytik: Ermöglicht statistische Vergleiche der Proteindistribution und der Häufigkeit von Zelltypen unter verschiedenen Bedingungen und Entwicklungsstadien.
- Translationale Forschung: Verbindet präklinische Erkenntnisse aus Tiermodellen mit der Analyse menschlichen Gewebes zur Abstimmung von Biomarkern.
- Unternehmensweite Wiederverwendung: Schafft eine wiederverwendbare Plattform für die Gewebeaufbereitung und Bildgebung, die an verschiedene Lungenforschungsprogramme angepasst werden kann.
Operative und unternehmerische Auswirkungen
- Wissenschaftlicher Wert: Erhöht die Vorhersagesicherheit und verringert mechanistische Mehrdeutigkeiten bei Studien an Lungengewebe.
- Operativer Wert: Standardisiert die Gewebeverarbeitung und Bildgebung, um Reproduzierbarkeit und Skalierbarkeit über Projekte hinweg zu gewährleisten.
- Strategischer Wert: Verbessert Go/No-Go-Entscheidungen, indem robuste räumliche Proteinanalysen in translationsnahen Modellen ermöglicht werden.
- Portfolio-Wirkung: Unterstützt die risikoadjustierte Priorisierung von lungenspezifischen Therapien und Biomarker-Programmen.
Durchführungsaspekte
- Erfordert Fachkenntnisse in der Bedienung eines Vibratoms und in der Immunfluoreszenz-Bildgebung.
- Benötigt Zugang zu Vibratom-Geräten und multiplexer Fluoreszenzmikroskopie.
- Setzt eine standardisierte Vorgehensweise bei Schnittführung und Färbeprotokollen über mehrere Arbeitsgruppen hinweg voraus, um Reproduzierbarkeit zu gewährleisten.
- Kann auf verschiedene Lungenmodelle übertragen werden, erfordert jedoch möglicherweise eine Optimierung hinsichtlich Gewebestärke und Antikörperverträglichkeit.
- Schneidparameter und Gewebebehandlung müssen sorgfältig kontrolliert werden, um die native Struktur und Antigenität zu erhalten.
