אסטרטגיות דגימה ועיבוד של דגימות רקמה Biobank של מודלים ביו חזירי
6 במרץ 2018
היישום המעשי והביצועים של שיטות לדור של דגימות רקמה נציג של חזירי מודלים בבעלי חיים עבור קשת רחבה של ניתוחים במורד הזרם בפרויקטים biobank מודגמות, כולל volumetry, דגימה אקראית שיטתית, ועיבוד דיפרנציאלית של דגימות רקמה עבור סוגי ניתוחים כמותיים מורפולוגיות ומולקולרית.
סרטון זה מדגים שתי טכניקות מפתח לדגימה ועיבוד של דגימות רקמת חזיר ביו-בנק. טכניקת הטבילה מעריכה באופן אמין את נפח האיברים והרקמות הכולל וטכניקת האוריינטטור מייצרת קטעי רקמה איזוטרופיים אקראיים להערכה בלתי משוחדת של פרמטרים מורפולוגיים כמותיים. היתרון העיקרי של טכניקת הטבילה לקביעת צפיפות רקמות הוא שניתן ליישם אותה על כל סוג של רקמה ושהיא מייצרת תוצאות אמינות עבור דגימות קטנות כמו גם גדולות.
היתרונות של טכניקת האוריינטטור הם בכך שהיא יעילה ביותר ועובדת גם עם דגימות רקמה גדולות. כדי להתחיל נפח עבור איבר גדול, הסר פיסת רקמה בגודל מתאים מהאיבר. ספוג בזהירות את הדגימה במגבת נייר כדי להסיר עודפי דם ונוזל רקמות.
לאחר מכן שקלו את הדגימה בסולם מדויק ורשמו את משקל הדגימה. הוסף 0.9% מלח לכוס בגודל מתאים. אל תמלא את הכוס לחלוטין כדי למנוע הצפת יתר במהלך הופעת רקמות.
הניחו את הכוס על המשקל ואז טבלו מלקחיים או מחזיק דגימה שנבנה בעצמו במי המלח עד שהסימן על המלקחיים או מחזיק הדגימה יגיע לנוזל. לאחר מכן, אפס את תצוגת הסולם לאפס. חבר בזהירות את דגימת הרקמה למלקחיים או למחזיק הדגימה וטבול לחלוטין את הדגימה במי מלח עד להגעה למיקום המסומן.
כדי לתעד מדידות צפיפות אמינות חשוב לוודא שהדגימה שקועה לחלוטין ולהימנע מכל מגע של הדגימה השקועה לדפנות הפנימיות או לתחתית הכוס. תוך כדי החזקת הדגימה במקומה, רשום את המשקל המוצג על המשקל. השתמש במדידה זו ובצפיפות המלח בטמפרטורת החדר כדי לחשב את נפח הדגימה.
לאחר מכן חשב את צפיפות דגימת הרקמה ממשקל הדגימה ונפחה עבור איברים ורקמות גדולים, כמו הכליה הזו, בצע מדידות חוזרות עם מספר דגימות וחשב את הצפיפות הממוצעת מהמדידות הבודדות. עבור דגימות קטנות ואיברים קטנים הנמדדים בסך הכל כגון בלוטת יותרת המוח, חזור על המדידה שלוש פעמים לפני חישוב צפיפות האיברים הממוצעת מערכי המדידה הבודדים.
לבסוף, חשב את הנפח הכולל של האיבר, הרקמה או תא האיברים ממשקלו וצפיפותו. הניחו דגימת רקמה קבועה על הדפס של עיגול שווה עם קצה אחד מקביל לכיוון אפס עד 180 מעלות. לאחר מכן השתמש בטבלת מספרים אקראית כדי לקבוע זווית אקראית.
מצא את הסימנים המתאימים בקנה המידה של המעגל השווה. בעזרת סימנים אלה, חותכים חתך דרך הדגימה כאשר מישור החתך מכוון במקביל לכיוון הזווית האקראית המצוינת בקנה המידה של המעגל השווה ואנכי למשטח המנוחה של הדגימה. הנח את גוש הרקמה כשמשטח החלק פונה כלפי מטה על עיגול משוקלל קוסינוס.
כאשר קצה משטח המנוחה ממוקם במקביל לכיוון אחד לאחד. כעת חתכו קטע חדש דרך המדגם בזווית אקראית שנקבעה באמצעות טבלת המספרים האקראיים. מישור החתך המתקבל הוא חתך אקראי אחיד איזוטרופי.
טבלה זו מציגה את הצפיפות המייצגת של מספר רקמות ואיברים חזיריים שנקבעו בטכניקת הטבילה. רוב רקמות החזיר מציגות ערכי צפיפות מעט גבוהים יותר מאלה המתייחסים לצפיפות המים. בעוד שרקמות השוחות במי מלח, כמו רקמת שומן למשל, מציגות צפיפות נמוכה מאחת.
איור זה מציג ארבעה קטעי IUR מייצגים של שריר הלב של החדר השמאלי החזירי שהוכנו בטכניקת האוריינטטור. שימו לב לזוויות החיתוך שהשתנו בקטעי IUR השונים. לאחר השליטה, ניתן לבצע את טכניקת הטבילה לקביעת צפיפות הרקמות תוך מספר דקות.
אם זה מבוצע כראוי. קטעי רקמה אקראיים אחידים איזוטרופיים שנוצרו בטכניקת האוריינטטור מתאימים להערכה של כל פרמטרים מורפולוגיים כמותיים באמצעות שיטות ניתוח סטריאולוגיות מתאימות. מוזיקה דיגיטלית.
צפו בתמליל המלא וקבלו גישה לאלפי סרטונים מדעיים
סקירה כללית
סרטון זה מדגים שתי טכניקות מרכזיות לדגימה ועיבוד של דגימות רקמה חזירית מבנק ביו-דגימות. טכניקת הטבילה מעריכה את הנפח הכולל של האיבר והרקמה, בעוד שטכניקת האוריינטטור (orientator) מייצרת חתכי רקמה איזוטרופיים אקראיים לצורך ניתוח מורפולוגי כמותי ללא הטיה.
מרכיבי מפתח של המחקר
תחום מדע
- מדעי המוח
- ביובנק
- טכניקות לדגימת רקמות
רקע
- דגימת רקמה אמינה היא קריטית עבור פרויקטים של ביו-בנקים.
- הבנת נפח הרקמה והמורפולוגיה שלה מסייעת בניתוחים שונים.
- מודלים של חזירי ניסויים נפוצים בשימוש במחקר ביו-רפואי.
- טכניקות יעילות יכולות לשפר את איכותן של דגימות רקמה.
מטרת המחקר
- להדגמת שיטות יעילות לדגימה של רקמות ממודלים של חזירים.
- לספק טכניקות מהימנות לניתוח נפחי.
- להבטיח הערכות מורפולוגיות בלתי מוטיות באמצעות דגימה אקראית.
שיטות שהושתמשו
- טכניקת טבילה להערכת נפח רקמה.
- טכניקת Orientator ליצירת חתכי רקמה איזוטרופיים.
- ניגוב דגימות להסרת עודפי דם ונוזלים.
- יישום של טכניקות הן על דגימות רקמה קטנות והן על דגימות רקמה גדולות.
תוצאות עיקריות
- טכניקת הטבילה מספקת הערכות נפח מהימנות עבור סוגי רקמות שונים.
- טכניקת ה-orientator יעילה עבור דגימות גדולות.
- שתי הטכניקות משפרות את הדיוק של פרמטרים מורפולוגיים.
- התוצאות תומכות בשימוש בשיטות אלו בפרויקטים של ביו-בנקים.
מסקנות
- טכניקות יעילות של דגימת רקמות הן חיוניות עבור ביו-בנקאיות איכותית.
- שתי הטכניקות, טכניקת הטבילה (submersion) וטכניקת המכוון (orientator), תוקפו לשימוש.
- שיטות אלו יכולות לשפר באופן משמעותי את תוצאות המחקר במדעי העצבים.
שאלות נפוצות
רלוונטיות תעשייתית למנהלים
דגימה ועיבוד סטנדרטיים של רקמות מביובי ביולוגי של חזירים משפיעים ישירות על השחזוריות והערך התרגומי של מודלים פרה-קליניים במחקר ופיתוח ביו-פרמצבטיים. נתונים נפחיים ומורפולוגיים מהימנים ממודלים בעליים מוגבלים ובעלי ערך גבוה מאפשרים השוואות חסונות בין מחקרים ותומכים בביטחון ניבוי בשלבי הגילוי המוקדמים. טכניקות מאושרות אלו מהוות בסיס להחלטות לגבי תיקי פיתוח על ידי הבטחת איכות הדגימות עבור אנליזות מולקולריות וכמותיות המשך.
יישומים אסטרטגיים במחקר ופיתוח בביופארמה
גילוי מוקדם ותיקוף מטרה
- מאפשר בדיקה קפדנית של היפותזות באמצעות אספקת דגימות רקמה מייצגות וללא הטיות.
- תומך בתיקוף פונקציונלי של מטרות באמצעות ניתוח מורפולוגי כמותי סטנדרטי.
- מסייע בהפחתת סיכונים ביולוגיים על ידי הבטחת השוואתיות של הדגימות בין מחקרים וחוקרים שונים.
- משפר את הביטחון החזוי לקידום מודלים חזירים הרלוונטיים למחלה.
סריקה ופיתוח בדיקה
- מכין דגימות רקמה מתוקפות המתאימות למגוון רחב של בדיקות המשך.
- מבטיח הדירות וסטנדרטיזציה של אוריינטציית הדגימה, הגודל והעיבוד.
- מספק תוצרים כמותיים החיוניים לכיול הבדיקה ולמוכנות לסריקה.
- מאפשר הערכה מהימנה של השפעות תרכובות במערכות רקמה תרגומיות.
מחקר תרגומי ופרה-קליני
- מתאים את איכות הדגימות בביובנק לדרישות של מחקרים תרגומיים של סממנים ביולוגיים.
- שומר על רצף משלב הגילוי ועד לתיקוף פרה-קליני באמצעות תמיכה במספר שיטות ניתוח.
- מפחית את הסיכון לכישלון ביולוגי בשלבים מאוחרים על ידי הבטחת השמישות של הדגימות עבור ניתוחים עתידיים שטרם נקבעו.
- מספק הפחתת סיכונים מכניסטית באמצעות נתונים מורפולוגיים כמותיים ובלתי מוטים.
שילוב צינור עיבוד וזרימת עבודה
שיטות דגימה ועיבוד אלו מציבות את רקמות בנק הביולוגי החזيري כמשאב בסיסי, החל משלב הגילוי המוקדם ועד למחקר פרה-קליני, ובכך הן תומכות בבדיקת היפותזות, בפיתוח בדיקות (assays) ובמחקרים תרגומיים.
- ביולוגיה של הגילוי: מאפשרת בדיקה חסונה של השערת האפס והבהרה של מסלולים ביולוגיים באמצעות ניתוח רקמות כמותי ולא מוטה.
- סריקה: מספקת דגימות סטנדרטיות הניתנות לשחזור, המוכנות לבדיקות ייעודיות או לבדיקות בסריקה רחבה (high-throughput).
- אנליטיקה: מספקת מדידות נפח ומורפולוגיה מדויקות לצורך אנליטיקה השוואית ודיוק סטטיסטי.
- מחקר תרגומי: מבטיחה את שלמות הדגימות לצורך התאמה של סממנים ביולוגיים (biomarkers) ותיקוף מודלים הרלוונטיים למחלה.
- שימוש חוזר ארגוני: מקריבה משאב ביו-בנק שניתן לשימוש חוזר וניתן להתאמה לצרכים אנליטיים משתנים.
השפעה תפעולית וארגונית
- ערך מדעי: מגביר את הביטחון החיזואי ומפחית עמימות מכניסטית במחקר מבוסס-מודל.
- ערך תפעולי: מקדם סטנדרטיזציה, שחזוריות ויכולת הרחבה של זרימות עבודה לדגימת רקמות.
- ערך אסטרטגי: מאפשר קבלת החלטות מושכלת של המשכה או הפסקה (go/no-go) וניהול פורטפוליו יעיל מבחינת הון.
- השפעה על הפורטפוליו: תומך בתיעדוף מותאם סיכון ובקידום של מודלים תרגומיים.
שיקולי יישום
- דורש מומחיות בטכניקות דגימה נפחיות וסטריאולוגיות.
- דורש מכשור מדויק למשקל, חיתוך ונהלי רנדומיזציה.
- מחייב הקפדה של כל הצוותים על פרוטוקולים סטנדרטיים לצורך השוואת נתונים.
- חייב להיות ניתן להתאמה למערכות איברים וסוגי רקמות מגוונים במודלים של חזירי ניסוי.
- תלוי בתיעוד קפדני של אוריינטציית הדגימה, גודלה ופרמטרי העיבוד.
