טכניקה זו מספקת מדריך לגרימת פצעים מחוץ לגוף , ביצוע מיקרו-דיסקציה של לכידת לייזר וכימות שינויים בביטוי גנים הקשורים לתהליכי ריפוי פצעים לקויים בסוכרת באמצעות רקמה אנושית רלוונטית קלינית.
מאמר שיטה
* These authors contributed equally
טכניקה זו מספקת מדריך לגרימת פצעים מחוץ לגוף , ביצוע מיקרו-דיסקציה של לכידת לייזר וכימות שינויים בביטוי גנים הקשורים לתהליכי ריפוי פצעים לקויים בסוכרת באמצעות רקמה אנושית רלוונטית קלינית.
השכיחות העולמית של סוכרת מסוג 2 (T2DM) עולה בקצב מהיר. חולים עם סוכרת מסוג 2 סובלים ממספר רב של סיבוכים ואחד מהם הוא פגיעה בריפוי פצעים. זה יכול להוביל להתפתחות פצעים או כיבים בכף הרגל שאינם נרפאים ובסופו של דבר לקטיעה. אצל אנשים בריאים, ריפוי פצעים עוקב אחר רצף מבוקר וחופף של אירועים הכוללים דלקת, התפשטות ועיצוב מחדש. בסוכרת מסוג 2, אחד או יותר מהשלבים הללו הופך לבלתי מתפקד. המודלים הנוכחיים לחקר פגיעה בריפוי פצעים בסוכרת מסוג 2 כוללים בדיקות פצע שריטות במבחנה, מקבילות עור או מודלים של בעלי חיים לבחינת מנגנונים מולקולריים העומדים בבסיס ריפוי פצעים ו/או אפשרויות טיפוליות פוטנציאליות. עם זאת, אלה אינם מסכמים במלואם את תהליך ריפוי הפצעים המורכב בחולי סוכרת מסוג 2, ובדיקות עור אנושיות ex vivo הן בעייתיות בשל האתיקה של לקיחת ביופסיות אגרוף ממטופלים שבהם ידוע שהם יחלימו בצורה גרועה. כאן, מתוארת טכניקה לפיה ניתן לבחון פרופילי ביטוי של התאים הספציפיים המעורבים בתגובת ריפוי הפצע (הלקויה) התפקודית בחולי T2DM באמצעות רקמות עודפות שהושלכו לאחר קטיעה או ניתוח קוסמטי אלקטיבי. בפרוטוקול זה נאספות דגימות של עור שנתרם, פצועות, מתורבתות ex vivo בממשק נוזל האוויר, מקובעות בנקודות זמן שונות ונחתכות. סוגי תאים ספציפיים המעורבים בריפוי פצעים (למשל, קרטינוציטים אפידרמיסיים, פיברובלסטים עוריים (פפילרי ורשתית), כלי הדם) מבודדים באמצעות לכידת לייזר מיקרו-דיסקציה והבדלים בביטוי גנים המנותחים על ידי ריצוף או מיקרו-מערך, עם גנים מעניינים מאומתים עוד יותר על ידי qPCR. ניתן להשתמש בפרוטוקול זה כדי לזהות הבדלים מובנים בביטוי הגנים בין עור שהחלים בצורה גרועה ועור שלם, בחולים עם או בלי סוכרת, באמצעות רקמות שהושלכו בדרך כלל לאחר ניתוח. זה יניב הבנה טובה יותר של המנגנונים המולקולריים התורמים לפצעים כרוניים של T2DM ואובדן גפיים תחתונות.
שכיחות סוכרת מסוג 2 גדלה ברחבי העולם, מונעת על ידי מגיפת השמנת יתר וחוסר פעילות גופנית. ריפוי פצעים לקוי שכיח בחולים אלה ועד 25% מהחולים יפתחו פצע כרוני שאינו מרפא1. המנגנונים העומדים בבסיס זה מורכבים ולא מובנים לחלוטין, ומגבילים את קצב הגילוי של טיפולים חדשים. אחד הגורמים התורמים לכך הוא היעדר מודל מתאים לחקר ריפוי פצעים בחולי סוכרת מסוג 2. לפיכך, מטרת שיטה זו היא לספק מודל ex vivo רלוונטי מבחינה פיזיולוגית לבחינת ריפוי פצעים אצל אנשים בסיכון לפצעים כרוניים, המאפשר ניתוח טרנסקריפטומי כדי לקדם את הזיהוי של מטרות טיפוליות חדשות.
ישנם מספר מודלים זמינים כיום לחקר ריפוי פצעים, ולכל אחד מהם יש את החוזקות והחולשות שלו. מודלים של בעלי חיים in vivo, כגון עכבר db/db2 או חולדות סוכרתיות המושרות על ידי סטרפטוזוטוצין3 נמצאים בשימוש נרחב; עם זאת, פצעים במודלים של מכרסמים נרפאים באמצעות התכווצות, השונה מאוד מהמנגנון המופעל בגוף האדם, ויש להם הצלחה מוגבלת בתרגום לניסויים קליניים 4,5. היתרונות של שימוש ברקמה אנושית מוכרים היטב4, אך הם מסובכים על ידי האתיקה של גרימת פצעים ניסיוניים לאנשים שכבר ידועים כסובלים מתגובת ריפוי פצעים לקויה. כתוצאה מכך, מחקרים על נבדקים אנושיים עם סוכרת מכוונים בדרך כלל לתגובה הדלקתית ולא לניסויים ברקמה שנכרתה6. ניתן להשיג גם דגמי איבר על שבב7 ועור מלאכותי8. לאלה יש יתרון בכך שהם יכולים לנתח תרומות של תאים אנושיים אך נותנים אינדיקציה מועטה לשונות בין מטופלים. לפיכך, מודלים רלוונטיים מבחינה קלינית לחקר התקדמות ריפוי הפצעים באוכלוסיות חולים פגיעות יכולים להאיץ את ההבנה המכאניסטית וגילוי התרופות בתחום זה.
פרוטוקול הפציעה ex vivo המתואר להלן מותאם מ- Stojadinovic and Tomic-Canic, 20139. הוא מתאים לבחינת נתוני שעתוק מפציעה מבוקרת של דגימות רקמה אנושית ex vivo וניתן ליישם אותו על דגימות קליניות של חולים עם ריפוי פצעים לקוי (למשל, סוכרת מסוג 2, קשישים), על מנת לקדם את הידע על האופן שבו ריפוי פצעים מושפע במצבים אלה וכיצד ניתן לשחזר אותו.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פרוטוקול זה מסתמך על אספקת רקמה כירורגית אנושית. אישור אתי והסכמה מדעת של המטופל הושגו לפני הניסוי, והמחקר תאם את העקרונות המתוארים בהצהרת הלסינקי.
1. איסוף רקמות ופציעה ex vivo
2. קיבוע רקמות והקפאה
3. לכידת לייזר מיקרו-דיסקציה
4. כימות ביטוי גנים דיפרנציאלי
| סיבוב הגברה ראשון | סיבוב הגברה שני | ||||
| סינתזת גדיל ראשון | סינתזת גדיל ראשון | ||||
| צעד | טמפרטורה | זמן | צעד | טמפרטורה | זמן |
| 1 | 65 מעלות צלזיוס | 5 דק' | 1 | 65 מעלות צלזיוס | 5 דק' |
| 2 | 4 מעלות צלזיוס | אחז | 2 | 4 מעלות צלזיוס | אחז |
| 3 | 42 מעלות צלזיוס | 45 דק' | 3 | 25 מעלות צלזיוס | 10 דק' |
| 4 | 4 מעלות צלזיוס | אחז | 4 | 37 מעלות צלזיוס | 45 דק' |
| 5 | 37 מעלות צלזיוס | 20 דק' | 5 | 4 מעלות צלזיוס | אחז |
| 6 | 95 מעלות צלזיוס | 5 דק' | |||
| 7 | 4 מעלות צלזיוס | אחז | סינתזת גדיל שני | ||
| צעד | טמפרטורה | זמן | |||
| סינתזת גדיל שני | 1 | 95 מעלות צלזיוס | 2 דק' | ||
| צעד | טמפרטורה | זמן | 2 | 4 מעלות צלזיוס | אחז |
| 1 | 95 מעלות צלזיוס | 2 דק' | 3 | 37 מעלות צלזיוס | 15 |
| 2 | 4 מעלות צלזיוס | אחז | 4 | 70 מעלות צלזיוס | 5 דק' |
| 3 | 25 מעלות צלזיוס | 5 דק' | 5 | 4 מעלות צלזיוס | אחז |
| 4 | 37 מעלות צלזיוס | 10 דק' | |||
| 5 | 70 מעלות צלזיוס | 5 דק' | שעתוק במבחנה | ||
| 6 | 4 מעלות צלזיוס | אחז | צעד | טמפרטורה | זמן |
| 1 | 42 מעלות צלזיוס | 6 שעות | |||
| שעתוק במבחנה | 2 | 4 מעלות צלזיוס | אחז | ||
| צעד | טמפרטורה | זמן | 3 | 37 מעלות צלזיוס | 15 דק' |
| 1 | 42 מעלות צלזיוס | 3 שעות | 4 | 4 מעלות צלזיוס | אחז |
| 2 | 4 מעלות צלזיוס | אחז | |||
| 3 | 37 מעלות צלזיוס | 15 דק' | |||
| 4 | 4 מעלות צלזיוס | אחז | |||
טבלה 1: תנאי הגברה.
5. פרשנות נתונים
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בעקבות הפרוטוקול, נבחרה נקודת זמן של 48 שעות כדי להפיק תוצאות מייצגות. ניתן לראות את יצירת הפצע הראשוני ברקמה עודפת מניתוחים קוסמטיים אלקטיביים באיור 2A שבו הפצע שנכרת נראה בבירור. צביעת המטוקסילין ואאוזין מאשרת שזה יצר פצע בעובי מלא (איור 2B). אחרי 48 שעות, סגירה חלקית של הפצע נראית במיקרוסקופ האור (איור 2C). צביעה היסטולוגית חושפת את לשון האפיתל שמתקדמת לריפוי הפצע (איור 2D), מה שמדגים שמודל ריפוי הפצ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
ככל שהשכיחות של הפרעות כרוניות כמו סוכרת מסוג 2 עולה ברחבי העולם, הצורך בטכניקות שיכולות להקל על מחקרים רלוונטיים מבחינה פתופיזיולוגית הופך דחוף יותר. הפרוטוקול המתואר לעיל מספק שיטה סטנדרטית לבחינת נתונים טרנסקריפטומיים מפצעי ריפוי ex vivo המשתמשים ברקמה אנושית.
פרוטוקול זה תלוי באספקת רקמה קלינית עודפת שלגביה ניתן אישור אתי מהרשות הרלוונטית, וממטופלים שנתנו הסכמה מדעת. בדרך כלל זה יהיה ממטופלים שעוברים קטיעה או ניתוחים קוסמטיים אלקטיביים. יש לשקול ב...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין מה לחשוף.
ICP נתמך על ידי תוכנית המסגרת השביעית של הנציבות האירופית למחקר ופיתוח טכני - Marie Curie Innovative Training Networks (ITN), הסכם מענק מס': 607886. RW נתמכה על ידי Aveda, Hair Innovation & Technology, ארה"ב. RB, SS נתמכו על ידי המרכז למדעי העור, אוניברסיטת ברדפורד.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| ערכת Arcturus RiboAmp PLUS | ערכת הגברת RNA | ThermoFisher Scientific | KIT0521 |
| כובעי מפזר 0.5 מ"ל | MMI | K10028161 | כובעי מיקרודיסקציה לכידת לייזר; 50 חבילות |
| Dulbecco' s Modified Eagle Medium (DMEM) | Sigma-Aldrich | D6046 | עם 1000 מ"ג/ליטר גלוקוז, L-גלוטמין ונתרן ביקרבונט, נוזלי, מסונן סטרילי, מתאים לתרבית תאים |
| סרום בקר עוברי תרמו | פישר סיינטיפיק | 10270106 | תוסף תרבית תאים |
| H& ערכת צביעה E בתוספת | MMI | K10028305 | ערכת צביעה המטוקסילין ואאוזין ללא Rnase |
| ערכת שעתוק הפוך cDNA בקיבולת גבוהה ערכת שעתוק הפוך | Applied Biosystems | 4368814 | ערכת שעתוק הפוך |
| L-גלוטמין | Thermo Fisher Scientific | 25030149 | תוסף תרבית תאים |
| MembraneSlides | MMI | K10028153 | Laer לכידת שקופיות מיקרו-דיסקציה; 5 לקופסה |
| Netwell Mesh Insert | Corning | 3479 | Cell Culture |
| Insert Penicillin-Streptomycin-Fungizone | Thermo Fisher Scientific | 15070-063 | תוסף תרבית תאים |
| 15290-026 | |||
| OCT | Tissue-Tek Sakura | 4583 | תואם קריוסטט חיתוך בינוני |
| PBS | Thermo Fisher Scientific | 10209252 | חמש טבליות לכל 100 מ"ל מים סטריליים ולאחר מכן חיטוי לתרבית תאים השתמש |
| ב-RNeasy Micro Kit | Qiagen | 74004 | ערכת מיצוי RNA |
| RNase Away | Sigma-Aldrich | 83931 | תרסיס RNase |
| להבים סטריליים | ציוד מעבדה מדעית INS4974 | מיישמי דיסקציה של רקמות | |
| תמיכה שקופית | MMI | K10028159 | לכידת לייזר מיקרו-דיסקציה שקופית תמיכה, |
| מספריים כירורגיים | ציוד מעבדה מדעית | INS4860 | דיסקציה של רקמות מיישמת |
| מלקחיים כירורגיים | ציוד מעבדה מדעית | INS2026 | דיסקציה של רקמות מיישמת |
| SYBR Green Supermix | Applied Biosystems | 4344463 | PCR כמותי mastermix |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה