Coupe automatisée par vibratome de tissu pulmonaire enrobé d’agarose pour l’imagerie par fluorescence multiplex
October 6th, 2023
Nous avons mis au point une technique de traitement tissulaire utilisant un vibratome et du tissu pulmonaire enrobé d’agarose pour générer des coupes pulmonaires, permettant ainsi l’acquisition d’images à haute résolution de l’architecture pulmonaire. Nous avons utilisé la coloration par immunofluorescence pour observer l’expression spatiale des protéines à l’aide de marqueurs structurels pulmonaires spécifiques.
Ce protocole est particulièrement utile dans les grands modèles animaux de transplantation et de régénération pulmonaires, tels que les porcs, où nous pouvons échantillonner de petits morceaux au fil du temps. Cette technique peut nous aider à mieux comprendre la biologie spatiale en jeu dans ces modèles. Cette technique permet d’obtenir des coupes pulmonaires peu traitées adaptées à l’imagerie par immunofluorescence sans qu’il soit nécessaire de prélever l’antigène, et s’est avérée efficace avec tous les anticorps testés à ce jour.
Cette procédure peut être adaptée pour couper des sections légèrement plus épaisses, disons environ un millimètre, qui peuvent ensuite être utilisées en microscopie à fluorescence sur feuille de lumière pour étudier l’expression spatiale des protéines dans un volume plus tridimensionnel. Notre recherche porte sur les facteurs influençant le rejet d’une greffe de poumon et sur le développement de thérapies pour réduire le rejet à l’aide de notre modèle porcin. Cette technique permet de comprendre les changements spatiaux des protéines affectant les résultats de la greffe après la chirurgie.
Nous utilisons actuellement cette technique pour explorer le paysage spatial de l’expression des protéines dans notre modèle de greffe de poumon de porc. Nous espérons qu’il nous aidera à mieux comprendre les mécanismes qui sous-tendent nos thérapies expérimentales. La clé du succès réside dans les observations de vibratomes, les amplitudes de pale élevées et les vitesses de force plus faibles sont des éléments clés à prendre en compte si la section se passe mal.
Aperçu
Cette étude présente une nouvelle technique de traitement des tissus utilisant un vibratome et des tissus pulmonaires intégrés dans l'agarose pour générer des sections pulmonaires haute résolution. La méthode permet une coloration par immunofluorescence pour observer l'expression spatiale des protéines dans l'architecture pulmonaire.
Composants clés de l'étude
Domaine scientifique
- Neuroscience
- Biologie
- Transplantation pulmonaire
Contexte
- Comprendre la biologie spatiale dans les modèles pulmonaires est crucial pour étudier la transplantation pulmonaire.
- La technique produit des tranches de poumon minimalement traitées, adaptées à l'imagerie.
- Elle s'est avérée efficace avec divers anticorps sans nécessiter de récupération d'antigène.
- Adaptable pour des sections plus épaisses pour des techniques d'imagerie avancées.
Objectif de l'étude
- Investiguer les facteurs influençant le rejet de greffe pulmonaire.
- Développer des thérapies visant à réduire le rejet dans les greffes pulmonaires.
- Explorer l'expression spatiale des protéines dans un modèle de greffe pulmonaire chez le porc.
Méthodes utilisées
- Intégration du tissu pulmonaire dans l'agarose pour la section.
- Utilisation d'un vibratome pour créer des tranches de poumon d'épaisseur spécifiée.
- Coloration par immunofluorescence pour visualiser l'expression des protéines.
- Analyse comparative de la distribution des pneumocytes de type deux dans des échantillons humains.
Résultats principaux
- Génération réussie de sections pulmonaires haute résolution.
- Identification des changements spatiaux des protéines affectant les résultats de la greffe.
- Nombre plus élevé de pneumocytes de type deux et couverture du scaffold dans les échantillons d'enfants par rapport aux adultes.
- Utilisation efficace de la technique sur différents échantillons de tissus pulmonaires.
Conclusions
- La technique du vibratome améliore la compréhension de l'architecture pulmonaire.
- Elle fournit des informations sur l'expression spatiale des protéines pertinentes pour la biologie des greffes.
- Cette méthode peut faciliter les recherches futures sur la transplantation et la régénération pulmonaires.
Questions fréquemment posées
Executive Industry Relevance
Automated vibratome sectioning of agarose-embedded lung tissue enables reproducible, minimally processed lung slices for multiplex fluorescence imaging across species. This workflow addresses the challenge of preserving native lung architecture and antigenicity, supporting high-content spatial protein analysis critical for translational lung research. The approach enhances predictive confidence in preclinical lung models and informs mechanistic studies of injury, regeneration, and transplant outcomes.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables interrogation of spatial protein expression in native lung tissue for mechanistic de-risking.
- Supports functional target validation by preserving antigenicity without antigen retrieval.
- Facilitates comparative studies across mouse, pig, and human samples for cross-species target confidence.
Screening & Assay Development
- Provides standardized, reproducible lung slices suitable for multiplex immunofluorescence assays.
- Delivers quantitative spatial readouts for protein localization and abundance.
- Enables assay scalability and platform reuse for antibody validation and screening.
Translational & Preclinical Research
- Aligns with disease-relevant models, including lung transplantation and injury in large animals.
- Supports translational biomarker discovery by enabling high-resolution spatial mapping of protein changes.
- Facilitates risk-adjusted advancement of experimental therapies through mechanistic insight into tissue remodeling and rejection.
Pipeline & Workflow Integration
This method integrates from early discovery through preclinical validation, supporting workflows in lung injury, regeneration, and transplantation research.
- Discovery Biology: Advances hypothesis testing on spatial protein dynamics in intact lung architecture.
- Screening: Delivers reproducible, quantitative imaging outputs for antibody and biomarker evaluation.
- Analytics: Enables statistical comparison of protein distribution and cell-type abundance across conditions and developmental stages.
- Translational Research: Bridges preclinical findings in animal models to human tissue analysis for biomarker alignment.
- Enterprise Reuse: Establishes a reusable tissue-processing and imaging platform adaptable to multiple lung research programs.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in lung tissue studies.
- Operational Value: Standardizes tissue processing and imaging for reproducibility and scalability across projects.
- Strategic Value: Improves go/no-go decisions by enabling robust spatial protein analysis in translational models.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization of lung-targeted therapies and biomarker programs.
Implementation Considerations
- Requires expertise in vibratome operation and immunofluorescence imaging.
- Needs access to vibratome instrumentation and multiplex fluorescence microscopy.
- Demands cross-team standardization of sectioning and staining protocols for reproducibility.
- Adaptable to various lung models but may require optimization for tissue thickness and antibody compatibility.
- Sectioning parameters and tissue handling must be carefully controlled to preserve native structure and antigenicity.
