Campioni di tessuto umano fissati in formalina sono stati forniti dal Dipartimento di Neuropatologia del Massachusetts General Hospital (MGH) Autopsy Service (Boston, USA). Il consenso scritto è stato ottenuto dai partecipanti sani prima della morte, seguendo i protocolli di raccolta dei tessuti approvati dall'IRB dal Comitato Istituzionale per la Biosicurezza dei Partner (PIBC, protocollo 2003P001937). I documenti di autorizzazione sono conservati presso il MGH Autopsy Services di Boston, MA, Stati Uniti, e sono disponibili su richiesta.
1. Inclusione dell'agarosio e taglio del campione
- Preparare una soluzione di agarosio al 4% p/v in 1 soluzione salina tamponata con fosfato (PBS, pH 7,4) in un becher e incorporare il blocco di tessuto all'interno. Attendere che raggiunga la temperatura ambiente (RT) e poi conservare a 4 °C per 24 ore.
- Per ottenere sezioni di alta precisione, incollare il campione al disco del vibratomo e riempire il vassoio con PBS freddo 1x (pH 7,4). Regolare i parametri del vibratomo come frequenza, ampiezza e velocità in base al tipo di tessuto da affettare (valori utilizzati: frequenza = 5 (50 Hz); ampiezza = 0,4; velocità = 3 (0,15 mm/s).
NOTA: È necessario utilizzare vibratomi diversi a seconda del volume del campione. Per campioni con un volume massimo di 70 x 40 x 15 mm, è possibile utilizzare un vibratomo (ad es. Leica VT1000 S); per campioni più grandi, è possibile utilizzare un compresstomo (ad es. VF-900-0Z Microtomo18) o un apparecchio personalizzato21. Qui presentiamo fette tagliate con uno spessore di 400 μm o 500 μm.
- Dopo il taglio, mettere tutte le fette in una soluzione conservante composta da 1x PBS (pH 7,4) con 0,01% p/v di Sodio Azide (NaN3) e conservare a 4 °C.
NOTA: Prima dell'inclusione, attendere che la soluzione di agarosio raggiunga i 37 °C. Una temperatura più elevata potrebbe danneggiare il campione. Si raccomanda di non lasciare i campioni in PFA per più di 48 ore poiché una fissazione prolungata potrebbe interferire con la procedura di marcatura danneggiando gli antigeni e aumentando l'autofluorescenza dei tessuti. Per la conservazione a lungo termine dei tessuti umani, il PBS con NaN3 viene utilizzato per prevenire la contaminazione microbica. A causa della tossicità di NaN3, preparare la soluzione conservante sotto una cappa chimica.
2. Fissazione tissutale
NOTA: Tutte le soluzioni utilizzate nel seguente protocollo sono preparate in grandi volumi, sufficienti per processare tutte le fette dello stesso blocco di tessuto e minimizzare la variabilità tecnica e ridurre i tempi per i singoli passaggi.
- Preparare la soluzione di spegnimento con il 50% v/v 1x PBS pH 3, il 25% v/v 0,1 M di acido cloridrico (HCl), il 25% v/v 0,1 M di idrogeno ftalato di potassio (KHP) e il 4% v/v di glutaraldeide fresca al 4%. Porre tutti i campioni in piastre con coperchio a vite (70 x 23 mm) e incubarli con la soluzione Switch-off agitando delicatamente a 4 °C per 1 giorno, proteggendoli dalla luce con un foglio di alluminio.
- Preparare la soluzione di accensione con 1x PBS (pH 7,4) e glutaraldeide fresca all'1% v/v. Mettere tutti i campioni in nuove piastre e incubarli con la soluzione Switch-on con agitazione delicata a 4 °C per 1 giorno, proteggendoli dalla luce con un foglio di alluminio.
NOTA: A causa dell'elevata tossicità e sensibilità alla luce della glutaraldeide, sia le soluzioni di spegnimento che quelle di accensione devono essere sempre preparate fresche e conservate sotto la cappa chimica su ghiaccio. Riempire sempre il piatto con 20 ml di ciascuna soluzione e sigillarlo con parafilm.
3. Inattivazione e cancellazione
NOTA: La glutaraldeide reattiva nei campioni deve essere inattivata mediante incubazione con una soluzione di inattivazione costituita da 1x PBS pH 7,4, 4% p/v acetammide, 4% p/v glicina, pH 9,0. La soluzione può essere conservata a 4 °C per un massimo di 3 mesi. Per rimuovere i lipidi e rendere trasparente il tessuto, utilizziamo la soluzione di clearing composta da 200 mM di sodio dodecil solfato (SDS), 20 mM di solfito di sodio (Na2SO3) e 20 mM di acido borico (H3BO3), pH 9,0. La soluzione deve essere conservata a RT poiché la SDS precipita a 4 °C. Tutti i passaggi successivi verranno eseguiti in provette riempite con la soluzione.
- Spostare i campioni dalle piastre alle provette e lavare per 3 x 2 ore con 1x PBS pH 7,4 a RT agitando delicatamente.
NOTA: Per il passaggio 3.1, è necessario lavorare sotto la cappa chimica a causa della tossicità della glutaraldeide. Anche l'acetammide, la SDS e l'acido borico sono reagenti tossici e devono essere maneggiati sotto una cappa chimica. Riempire sempre la provetta con 50 ml di ciascuna soluzione.
- Incubare i campioni in soluzione di inattivazione a 37 °C a bagnomaria per una notte (o/n).
- Lavare per 3 x 2 ore in 1x PBS pH 7,4 a RT agitando delicatamente.
- Incubare i campioni in soluzione di chiarimento a 55 °C a bagnomaria per 3-7 giorni. Cambiare la soluzione ogni 2 giorni (Tabella 1).
4. Immunoetichettatura
NOTA: Prima della fase di etichettatura, è necessario rimuovere la SDS residua, ridurre l'autofluorescenza e smascherare gli epitopi con una soluzione di recupero dell'antigene composta da 10 mM Tris base, 1 mM EDTA e 0,05% v/v Tween 20, pH 9. Il pH della soluzione di 9 è ottimizzato per un processo di recupero efficiente; La base Tris agisce come agente tampone per mantenere un ambiente a pH stabile; L'EDTA, che è un agente chelante, migliora l'accessibilità dell'antigene. Il detergente non ionico Tween 20 aiuta a migliorare la permeabilità del tessuto. Questa soluzione può essere conservata a 4 °C. È importante notare che il perossido di idrogeno combinato con la fase di recupero dell'antigene ha un effetto sinergico nel ridurre il segnale di autofluorescenza, scomponendo e/o modificando i fluorofori endogeni responsabili del segnale di fondo non specifico (come la lipofuscina).
- Preparare 1x PBS con Triton X-100 (PBST) allo 0,1% v/v, preriscaldarlo a 37 °C e lavare i campioni 3 x 3 ore durante il giorno agitando delicatamente a 37 °C nell'incubatore. Lasciare l'ultimo lavaggio o/n.
NOTA: Conservare la soluzione madre PBST a 4 °C. È fondamentale rimuovere la SDS dal tessuto in quanto può formare precipitati insolubili a basse temperature che possono interferire con i successivi processi di acquisizione.
- Il giorno dopo, aggiungere 10 mL di perossido di idrogeno al 30% v/v (H2O2 ) a ciascun campione e lasciarlo agitare delicatamente a RT per 45 minuti.
- Lavare 3 x 10 min con 1x PBS (pH 7,4) agitando delicatamente a RT.
- Preriscaldare la soluzione di recupero dell'antigene a 95 °C a bagnomaria; trasferire i campioni nella soluzione riscaldata e lasciarli a 95 °C per 10 minuti.
- Lasciare raffreddare i campioni a RT per 40 minuti agitando delicatamente.
- Lavare 3 x 5 minuti con acqua deionizzata agitando delicatamente.
- Equilibrare i campioni in PBS a 4 °C per 15 min.
- Preparare una soluzione anticorpale fresca a base di PBST con NaN3 allo 0,01% p/v (vedere la NOTA per il passaggio 1.3) e aggiungere gli anticorpi primari. Incubare i campioni con la soluzione in piastre con coperchio a vite a 37 °C per n giorni (1-7) in un incubatore agitando delicatamente e proteggendo dalla luce (Tabella 2).
NOTA: Il tempo di incubazione dipende dalle dimensioni e dallo spessore (Tabella 1 e Tabella 2).
- Dopo n giorni, spostare i campioni in provette e lavare 3 x 2 ore con PBST preriscaldato a 37 °C agitando delicatamente nell'incubatore.
- Aggiungere gli anticorpi secondari in PBST con NaN3 allo 0,01% p/v e incubare i campioni in nuove piastre con coperchi a vite a 37 °C per n giorni (1-6) in un incubatore agitando delicatamente e al riparo dalla luce (Tabella 1 e Tabella 2).
- Dopo n giorni, trasferire i campioni in provette e lavare 3 x 3 ore durante il giorno con PBST preriscaldato a 37 °C in un'incubatrice ad agitazione delicata. Lasciare l'ultimo lavaggio o/n.
NOTA: Poiché Triton X-100 e Tween 20 sono viscosi, pipettare lentamente per consentire il riempimento del puntale. Riempire sempre la provetta con 50 ml di ciascuna soluzione. Utilizzare 10 mL di soluzioni anticorpali per ogni campione e sigillare la piastra con parafilm per evitare l'evaporazione della soluzione. Poiché le soluzioni anticorpali contengono NaN3, possono essere conservate a 4 °C e riutilizzate per etichettare nuovi campioni entro 2 settimane.
5. Corrispondenza dell'indice di rifrazione
NOTA: Per ottenere un elevato livello di trasparenza, è necessario omogeneizzare l'indice di rifrazione tissutale. Qui usiamo il 2,2'-tiodietanolo (TDE) diluito in 1x PBS. Le soluzioni TDE devono essere conservate in RT.
- Trasferire i campioni in nuove stoviglie, aggiungere il 30% v/v TDE e lasciarli per 4 ore agitando delicatamente a RT.
- Rimuovere la soluzione di TDE al 30% v/v, aggiungere TDE al 68% v/v ai campioni e lasciarli agitare delicatamente a RT.
NOTA: Poiché il TDE è viscoso, pipettare lentamente per consentire il riempimento del puntale. L'inalazione di vapore o nebbia TDE può irritare il sistema respiratorio. Pertanto, si consiglia di lavorare in un'area ben ventilata o di utilizzare cappe aspiranti per ridurre al minimo l'esposizione. Le soluzioni TDE devono essere conservate a RT. Utilizzare 10 mL di soluzioni TDE per ciascun campione.
6. Montaggio del campione
NOTA: Per facilitare il montaggio del campione e l'acquisizione dell'immagine LSFM, utilizziamo un portacampioni sigillato su misura (denominato "sandwich"), composto da tre parti: un vetrino da microscopio, un distanziatore e un vetrino coprioggetti.
- Posizionare il distanziatore in acciaio (56 x 56 x 0,5 mm3) sul vetrino del microscopio (60 x 60 x 1 mm3) e posizionare il campione sul vetrino per microscopia.
- Metti con cura il vetrino coprioggetti al quarzo (60 x 60 x 0,5 mm3), aggancia il tutto insieme e prepara una colla siliconica bicomponente in rapporto 1:1. Utilizzare un vetrino coprioggetti al quarzo per far corrispondere l'indice di rifrazione e ridurre l'aberrazione ottica durante il processo di acquisizione.
- Utilizzando una siringa da 1 ml, riempire lo spazio tra il distanziatore e il vetrino coprioggetto con una colla siliconica bicomponente e lasciare asciugare per 10 minuti.
- Rimuovere le clip e utilizzare un piccolo ago per riempire lentamente l'intero sandwich con TDE al 68% v/v.
- Prepara la colla fresca e sigilla il panino.
NOTA: Se il TDE raggiunge accidentalmente il distanziatore al punto 6.1, la colla non si indurisce. Assicurarsi che non si formino bolle d'aria durante il passaggio 6.2.
7. Strippaggio
NOTA: La conservazione strutturale e la maggiore accessibilità dell'epitopo di SHORT consentono l'etichettatura multi-round delle fette rimuovendo gli anticorpi e ricolorando i campioni con altri marcatori.
- Aprire il panino con una lama, mettere i campioni in nuovi piatti con coperchi a vite riempiti con TDE al 30% v/v e lasciarli per 3 h.
- Trasferire i campioni in provette, lavare per 3 x 2 ore in 1x PBS (pH 7,4) a RT con agitazione delicata e lasciare l'ultimo lavaggio o/n.
- Porre i campioni in soluzione di chiarimento a bagnomaria a 80 °C per 4 ore.
- Lavare per 3 x 2 h in 1x PBST (pH 7,4) a 37 °C agitando delicatamente e lasciare l'ultimo lavaggio. A questo punto il campione è pronto per essere etichettato nuovamente a partire dal passaggio 4.8.
NOTA: Riempire sempre la provetta con 50 ml di ciascuna soluzione. Utilizzare 10 mL di soluzione TDE per ogni campione.