Des échantillons de tissus humains fixés au formol ont été fournis par le département de neuropathologie du service d’autopsie du Massachusetts General Hospital (MGH) (Boston, États-Unis). Le consentement écrit des participants en bonne santé a été obtenu avant leur décès, conformément aux protocoles de prélèvement de tissus approuvés par la CISR et établis par le Comité de biosécurité de l’établissement des partenaires (PIBC, protocole 2003P001937). Les documents d’autorisation sont conservés auprès des services d’autopsie de l’HGM à Boston, MA, États-Unis, et sont disponibles sur demande.
1. Enrobage d’agarose et découpe d’échantillons
- Préparez une solution d’agarose à 4 % p/v dans une solution saline tamponnée au phosphate (PBS, pH 7,4) dans un bécher et insérez le bloc de tissu à l’intérieur. Attendez qu’il atteigne la température ambiante (RT), puis conservez-le à 4 °C pendant 24 h.
- Pour obtenir des coupes de haute précision, collez l’échantillon sur le disque d’échantillon du vibratome et remplissez le plateau avec 1x PBS froid (pH 7,4). Ajustez les paramètres du vibratome tels que la fréquence, l’amplitude et la vitesse en fonction du type de tissu à trancher (valeurs utilisées : fréquence = 5 (50 Hz) ; amplitude = 0,4 ; vitesse = 3 (0,15 mm/s).
REMARQUE : Différents vibratomes doivent être utilisés en fonction du volume de l’échantillon. Pour les échantillons d’un volume maximal de 70 x 40 x 15 mm, un vibratome (par exemple, Leica VT1000 S) peut être utilisé ; pour les échantillons plus volumineux, il est possible d’utiliser un compresstome (par exemple, le microtome VF-900-0Z18) ou un appareil sur mesure21. Nous présentons ici des tranches découpées d’une épaisseur de 400 μm ou 500 μm.
- Après la coupe, mettez toutes les tranches dans une solution de conservation composée de 1x PBS (pH 7,4) avec 0,01% p/v d’azoture de sodium (NaN3) et conservez à 4 °C.
REMARQUE : Avant d’enrober, attendez que la solution d’agarose atteigne 37 °C. Une température plus élevée pourrait endommager l’échantillon. Il est recommandé de ne pas laisser les échantillons dans la PFA pendant plus de 48 h car une fixation prolongée pourrait interférer avec la procédure de marquage en endommageant les antigènes et en augmentant l’autofluorescence des tissus. Pour le stockage à long terme des tissus humains, le PBS avec NaN3 est utilisé pour prévenir la contamination microbienne. En raison de la toxicité du NaN3, préparez la solution de conservateur sous une hotte chimique.
2. Fixation tissulaire
REMARQUE : Toutes les solutions utilisées dans le protocole suivant sont préparées en grands volumes, suffisants pour traiter toutes les tranches d’un même bloc de tissu et minimiser la variabilité technique et réduire le temps pour les étapes individuelles.
- Préparez la solution d’arrêt avec 50 % v/v 1x PBS pH 3, 25 % v/v 0,1 M d’acide chlorhydrique (HCl), 25 % v/v 0,1 M d’hydrogénophtalate de potassium (KHP) et du glutaraldéhyde frais 4 % v/v. Placez tous les échantillons dans des boîtes avec des couvercles à vis (70 x 23 mm) et incubez-les avec la solution Switch-off en agitant doucement à 4 °C pendant 1 jour, en les protégeant de la lumière avec du papier d’aluminium.
- Préparez la solution Switch-on avec 1x PBS (pH 7,4) et du glutaraldéhyde frais à 1% v/v. Placez tous les échantillons dans de nouvelles boîtes et incubez-les avec la solution Switch-on en agitant doucement à 4 °C pendant 1 jour, en les protégeant de la lumière avec du papier d’aluminium.
REMARQUE : En raison de la toxicité élevée et de la sensibilité à la lumière du glutaraldéhyde, les solutions d’arrêt et d’allumage doivent toujours être préparées fraîches et conservées sous la hotte chimique sur de la glace. Remplissez toujours le plat avec 20 mL de chaque solution et scellez-le avec du parafilm.
3. Inactivation et effacement
REMARQUE : Le glutaraldéhyde réactif dans les échantillons doit être inactivé par incubation avec une solution d’inactivation composée de 1x PBS pH 7,4, 4% p/v d’acétamide, 4% p/v de glycine, pH 9,0. La solution peut être conservée à 4 °C jusqu’à 3 mois. Pour éliminer les lipides et rendre le tissu transparent, nous utilisons la solution de clarification composée de 200 mM de dodécylsulfate de sodium (SDS), de 20 mM de sulfite de sodium (Na2SO3) et de 20 mM d’acide borique (H3BO3), pH 9,0. La solution doit être stockée à RT car le SDS précipite à 4 °C. Toutes les étapes suivantes seront effectuées dans des tubes remplis de la solution.
- Déplacez les échantillons de la vaisselle vers les tubes et lavez-les pendant 3 x 2 h avec 1x PBS pH 7,4 à RT en agitant doucement.
REMARQUE : Pour l’étape 3.1, il est nécessaire de travailler sous la hotte chimique en raison de la toxicité du glutaraldéhyde. L’acétamide, le SDS et l’acide borique sont également des réactifs toxiques et doivent être manipulés sous une hotte chimique. Remplissez toujours le tube avec 50 mL de chaque solution.
- Incuber les échantillons dans une solution d’inactivation à 37 °C au bain-marie pendant une nuit (o/n).
- Laver pendant 3 x 2 h dans 1x PBS pH 7,4 à RT en agitant doucement.
- Incuber les échantillons dans une solution claire à 55 °C au bain-marie pendant 3 à 7 jours. Changez la solution tous les 2 jours (tableau 1).
4. Immunomarquage
REMARQUE : Avant l’étape de marquage, il est nécessaire d’enlever la FDS résiduelle, de réduire l’autofluorescence et de démasquer les épitopes avec une solution de récupération d’antigène composée de 10 mM de base Tris, 1 mM d’EDTA et 0,05 % v/v Tween 20, pH 9. Le pH de la solution de 9 est optimisé pour un processus de récupération efficace ; La base Tris agit comme un agent tampon pour maintenir un environnement de pH stable ; L’EDTA, qui est un agent chélateur, améliore l’accessibilité de l’antigène. Le détergent non ionique Tween 20 aide à améliorer la perméabilité des tissus. Cette solution peut être conservée à 4 °C. Il est important de noter que le peroxyde d’hydrogène combiné à l’étape de récupération de l’antigène ont un effet synergique dans la réduction du signal d’autofluorescence, en décomposant et/ou en modifiant les fluorophores endogènes responsables du signal de fond non spécifique (comme la lipofuscine).
- Préparez 1x PBS avec 0,1% v/v Triton X-100 (PBST), préchauffez-le à 37 °C et lavez les échantillons 3 x 3 h pendant la journée en agitant doucement à 37 °C dans l’incubateur. Laissez le dernier lavage o/n.
REMARQUE : Conserver la solution mère PBST à 4 °C. Il est crucial d’éliminer le SDS du tissu car il peut former des précipités insolubles à basse température qui peuvent interférer avec les processus d’acquisition ultérieurs.
- Le lendemain, ajoutez 10 mL de peroxyde d’hydrogène (H2O2) à 30 % v/v à chaque échantillon et laissez-le agiter doucement à RT pendant 45 min.
- Laver 3 x 10 min avec 1x PBS (pH 7,4) en agitant doucement à RT.
- Préchauffer la solution de récupération d’antigène à 95 °C au bain-marie ; transférer les échantillons dans la solution chauffée et les laisser à 95 °C pendant 10 min.
- Laisser refroidir les échantillons jusqu’à ce qu’ils soient RT pendant 40 minutes en agitant doucement.
- Laver 3 x 5 min avec de l’eau déminéralisée en agitant doucement.
- Équilibrer les échantillons dans du PBS à 4 °C pendant 15 min.
- Préparer une nouvelle solution d’anticorps à base de PBST avec 0,01 % p/v de NaN3 (voir la NOTE pour l’étape 1.3) et ajouter les anticorps primaires. Incuber les échantillons avec la solution dans des boîtes à couvercle à vis à 37 °C pendant n jours (1-7) dans un incubateur en agitant doucement et à l’abri de la lumière (tableau 2).
REMARQUE : Le temps d’incubation dépend de la taille et de l’épaisseur (tableau 1 et tableau 2).
- Après n jours, déplacer les échantillons dans des tubes et laver 3 x 2 h avec du PBST préchauffé à 37 °C en agitant doucement dans l’incubateur.
- Ajouter des anticorps secondaires dans du PBST contenant 0,01 % p/v de NaN3 et incuber les échantillons dans de nouvelles boîtes avec des couvercles à vis à 37 °C pendant n jours (1-6) dans un incubateur en agitant doucement et à l’abri de la lumière (Tableaux 1 et 2).
- Après n jours, transférer les échantillons dans des tubes et les laver 3 x 3 h pendant la journée avec du PBST préchauffé à 37 °C dans un incubateur à agitation douce. Laissez le dernier lavage o/n.
REMARQUE : Comme Triton X-100 et Tween 20 sont visqueux, pipetez lentement pour permettre à l’embout de se remplir. Remplissez toujours le tube avec 50 mL de chaque solution. Utilisez 10 mL de solutions d’anticorps pour chaque échantillon et scellez la boîte avec un parafilm pour empêcher l’évaporation de la solution. Étant donné que les solutions d’anticorps contiennent du NaN3, elles peuvent être stockées à 4 °C et réutilisées pour marquer de nouveaux échantillons dans un délai de 2 semaines.
5. Correspondance de l’indice de réfraction
REMARQUE : Pour obtenir un haut niveau de transparence, il est nécessaire d’homogénéiser l’indice de réfraction tissulaire. Ici, nous utilisons du 2,2'-thiodiéthanol (TDE) dilué dans 1x PBS. Les solutions TDE doivent être stockées à RT.
- Transférez les échantillons dans de nouveaux plats, ajoutez 30 % v/v de TDE et laissez-les pendant 4 h en agitant doucement à RT.
- Retirez la solution de TDE à 30 % v/v, ajoutez 68 % de TDE v/v aux échantillons et laissez-les en agitant doucement à RT.
REMARQUE : Comme le TDE est visqueux, pipetez lentement pour permettre à l’embout de se remplir. L’inhalation de vapeur ou de brouillard de TDE peut irriter le système respiratoire. Par conséquent, il est conseillé de travailler dans un endroit bien ventilé ou d’utiliser des hottes pour minimiser l’exposition. Les solutions de TDE doivent être entreposées à RT. Utiliser 10 mL de solutions de TDE pour chaque échantillon.
6. Montage de l’échantillon
REMARQUE : Pour faciliter le montage de l’échantillon et l’acquisition d’images LSFM, nous utilisons un porte-échantillon scellé sur mesure (appelé « sandwich »), qui se compose de trois parties : une lame de microscope, une entretoise et une lamelle.
- Placez l’entretoise en acier (56 x 56 x 0,5 mm3) sur la lame de microscope (60 x 60 x 1 mm3) et posez l’échantillon sur la lame de microscopie.
- Mettez soigneusement la lamelle de quartz (60 x 60 x 0,5 mm3), clipsez le tout ensemble et préparez une colle au silicone à deux composants dans un rapport de 1 :1. Utilisez une lamelle de quartz pour faire correspondre l’indice de réfraction et réduire l’aberration optique pendant le processus d’acquisition.
- À l’aide d’une seringue de 1 ml, remplissez l’espace entre l’entretoise et la lamelle avec une colle silicone à deux composants et laissez sécher pendant 10 min.
- Retirez les pinces et utilisez une petite aiguille pour remplir lentement tout le sandwich avec 68 % v/v TDE.
- Préparez de la colle fraîche et scellez le sandwich.
REMARQUE : Si le TDE atteint accidentellement l’entretoise à l’étape 6.1, la colle ne durcira pas. Assurez-vous qu’aucune bulle d’air ne se forme à l’étape 6.2.
7. Décapage
REMARQUE : La préservation structurelle et l’accessibilité améliorée des épitopes de SHORT permettent un marquage multi-tours des tranches en retirant les anticorps et en recolorant les échantillons avec d’autres marqueurs.
- Ouvrez le sandwich à l’aide d’une lame, mettez les spécimens dans des plats neufs avec des couvercles à vis remplis de TDE à 30% v/v, et laissez-les pendant 3 h.
- Transférez les échantillons dans des tubes, lavez-les pendant 3 x 2 h dans 1x PBS (pH 7,4) à RT en agitant doucement et laissez le dernier lavage o/n.
- Placer les échantillons dans une solution claire au bain-marie à 80 °C pendant 4 h.
- Laver pendant 3 x 2 h dans 1x PBST (pH 7,4) à 37 °C en agitant doucement et laisser le dernier lavage o/n. L’échantillon est maintenant prêt à être étiqueté à nouveau à partir de l’étape 4.8.
REMARQUE : Remplissez toujours le tube avec 50 mL de chaque solution. Utiliser 10 mL de solution de TDE pour chaque échantillon.