Gli occhi utilizzati in questa procedura sono ottenuti post-mortem da una macelleria locale, ispezionata dall'USDA, e nessun lavoro viene eseguito utilizzando animali vivi. Dopo che gli animali sono stati sacrificati, passano circa 2 ore prima che gli occhi vengano enucleati. Poiché può iniziare a verificarsi la carie dei tessuti, è importante mantenere gli occhi freschi durante il trasporto per prevenire un'ulteriore carie. In questa procedura, gli occhi vengono immediatamente posti in frigorifero dopo l'enucleazione. Successivamente, la sacca di occhi viene posizionata all'interno di un becher in polipropilene da 1000 ml e circondata da ghiaccio all'interno di un refrigeratore da 8 L. È importante non appoggiare gli occhi direttamente sul ghiaccio. Una volta che gli occhi arrivano in laboratorio, l'isolamento delle cellule RPE viene effettuato all'interno di una cabina di biosicurezza. È fondamentale completare questo processo entro 3-5 ore. Questo protocollo è stato ottimizzato per l'elaborazione di 10 occhi.
1. Preparazione delle aliquote di stock DNase
NOTA: Si consiglia di eseguire questo passaggio prima dell'isolamento.
- Preparare una soluzione di cloruro di calcio 5 mM con acqua deionizzata sterile.
ATTENZIONE: La polvere di cloruro di calcio può causare gravi irritazioni o danni agli occhi. Indossare DPI adeguati.
- Aggiungere una soluzione di cloruro di calcio 5 mM alla polvere di DNasi (vedere la tabella dei materiali) per ottenere una concentrazione finale di DNasi di 3 mg/mL. Assicurarsi che la soluzione sia miscelata accuratamente.
ATTENZIONE: La DNasi è un pericolo di sensibilizzazione respiratoria. Non inalare polvere/sostanza.
- Aliquote di piccoli volumi, ad esempio 1 mL, in provette per microcentrifuga.
- Congelare le aliquote a -20 °C fino all'utilizzo.
2. Allestimento dell'area di dissezione
- Trasferire gli strumenti sterili di dissezione e l'attrezzatura per la coltura cellulare nell'armadio di biosicurezza: telo chirurgico, piastre di Petri, filtri cellulari, piastre a pozzetti, garze, pinzette, manico per bisturi, lama per bisturi e forbici per iride (vedere Tabella dei materiali).
- Usando una pinzetta, stendi il telo chirurgico. Posizionare una piastra a 6 pozzetti sopra il telo chirurgico e rimuovere il coperchio.
- Posizionare un'aliquota di soluzione salina tamponata con fosfato sterile di Dulbecco (DPBS) su ghiaccio e nell'armadio di biosicurezza.
- Riempire un pozzetto di una piastra a 6 pozzetti piena a metà (circa 6 ml) di soluzione di iodio povidone al 10%.
- Riempire i pozzetti rimanenti con DPBS refrigerati.
- Rimuovere il coperchio da una delle piastre di Petri e posizionarlo, capovolto, sopra il telo chirurgico. Metti da parte la base della capsula di Petri come contenitore per i rifiuti.
- Mettere un'aliquota di terreno di coltura cellulare (Dulbecco's Modified Eagle Medium (DMEM), 10% di siero fetale bovino (FBS), 1% di antibiotici/antimicotici) e un'aliquota di tripsina/EDTA allo 0,25% in un bagnomaria a 37 °C.
- Rimuovere la soluzione madre DNase dal congelatore (vedere il resto del protocollo per maggiori dettagli).
3. Rimozione del tessuto esterno
NOTA: La rimozione del tessuto esterno può essere eseguita al di fuori dell'armadio di biosicurezza. Ispezionare l'occhio prima del taglio per assicurarsi che la sclera non sia stata perforata, che la pupilla non sia appannata e che sia presente il nervo ottico. Scartare gli occhi che non soddisfano questi criteri.
- Mentre tieni il muscolo attaccato all'occhio con una mano, usa l'altra mano per tagliare delicatamente il tessuto che circonda la sclera con un bisturi. Fare attenzione a non schiacciare l'occhio o tagliare accidentalmente la sclera. Se la sclera è tagliata ed espone l'interno nero, scartare l'occhio.
ATTENZIONE: Si consiglia vivamente di utilizzare un guanto resistente al taglio per la mano che tiene il muscolo per proteggersi da tagli accidentali.
- Tagliare il nervo ottico con forbici per iride curve a una lunghezza non superiore a 3 mm. Se il nervo ottico è troppo lungo, l'oculare non si posizionerà correttamente nel filtro cellulare in seguito.
- Appoggia l'occhio sul ghiaccio con la cornea rivolta verso il basso.
- Ripetere i passaggi 3.1-3.3 fino a quando il tessuto esterno non viene rimosso da ciascun occhio.
4. Dissezione dell'occhio
- Utilizzare una pinzetta per trasferire un occhio nella cabina di biosicurezza e nel pozzetto contenente una soluzione di iodio povidone al 10% e ruotare l'occhio per assicurarsi che sia completamente rivestito nella soluzione di iodio. Per mantenere gli strumenti il più sterili possibile, queste pinzette devono essere utilizzate solo per toccare l'esterno dell'occhio.
- Mentre l'occhio è immerso nella soluzione di iodio, posizionare una garza sterile sul coperchio poco profondo e rovesciato della capsula di Petri preparata in precedenza. In una capsula di Petri separata, posizionare un colino per cellule. Utilizzare il filtro cellulare solo per sostenere l'oculare, non per la separazione cellulare.
- Dopo aver lasciato riposare l'occhio in una soluzione di iodio per circa 30 secondi, lavare l'occhio immergendolo nei pozzetti contenenti DPBS per circa 5 secondi ciascuno, spostandosi da un pozzetto all'altro per diluire progressivamente la soluzione di iodio e trasferire l'occhio sulla garza sterile.
- Fai una piccola incisione usando un bisturi sotto l'ora serrata, o circa 1/3 del globo dal bordo dell'iride.
- Dopo l'incisione, utilizzare le forbici per iride per tagliare uniformemente lungo la circonferenza del globo, parallelamente alla cornea. Quando si manovra l'occhio, utilizzare le pinzette solo per toccare l'esterno dell'occhio o la garza per mantenere la sterilità.
- Usa le pinzette per afferrare il nervo ottico e sollevare delicatamente il globo dalla garza. Il vitreo dovrebbe cadere dal globo. Se necessario, scuotere delicatamente l'occhio per aiutare a rimuovere il vitreo.
NOTA: Se il vitreo è molto difficile da rimuovere, provare a tagliare più in basso sul globo.
- Posizionare delicatamente l'oculare nel colino per celle preparato, con l'interno dell'oculare rivolto verso l'alto. Se irregolare, usa una pinzetta per regolare l'oculare per ottenere l'incisione il più livellata possibile.
- Aggiungere delicatamente DPBS raffreddato all'oculare in modo che il livello del fluido sia appena al di sotto del punto più basso dell'incisione. Questo DPBS verrà rimosso dopo la rimozione della retina neurale.
NOTA: Il volume di DPBS aggiunto varia a seconda delle dimensioni dell'occhio e della posizione dell'incisione.
- Ripetere i passaggi 4.1-4.8 fino a quando tutti gli occhi non sono stati sezionati.
5. Rimozione della retina neurale e dissociazione RPE
NOTA: La sezione seguente è più facile da eseguire in più fasi. In questa configurazione, questo processo viene eseguito su un lotto (di solito 3 conchiglie oculari) alla volta. Per i passaggi da 5.1 a 5.7, ogni passaggio deve essere eseguito sull'intero batch prima di passare al passaggio successivo.
- Sotto una torcia, trova tutte le aree in cui la retina neurale (bianca/rosa) sta iniziando a staccarsi dall'RPE (nera). Quindi, usa una pinzetta smussata per afferrare delicatamente la retina neurale sollevata e staccarla.
NOTA: Se non ci sono aree in cui la retina neurale si sta staccando, usa le pinzette per afferrarla delicatamente vicino alla parte superiore dell'oculare. Utilizzando questo metodo, se viene arrecato un danno all'RPE/coroide, tali cellule non verranno dissociate durante la raccolta dell'RPE.
- Raccogli delicatamente la retina neurale vicino al disco ottico.
- Aspirare la retina neurale utilizzando una pipetta Pasteur collegata a un sistema di aspirazione sottovuoto. Si consiglia di sfumare l'aspirazione per aiutare nel processo di rimozione.
NOTA: È possibile posizionare un puntale di pipetta all'estremità di una pipetta Pasteur per ridurre l'aspirazione.
- Aggiungere con cautela ulteriori DPBS raffreddati per sostituire ciò che è stato aspirato.
- Rimuovere la retina neurale rimanente aspirando ancora una volta. Questa volta, rimuovere il maggior numero possibile di DPBS senza disturbare l'RPE esposto.
- Aggiungi delicatamente la tripsina alla conchiglia oculare. Mantenere il livello del volume al di sotto della linea di incisione e di eventuali sezioni di RPE danneggiate per ridurre la contaminazione.
ATTENZIONE: La tripsina è un enzima che provoca irritazione alla pelle e agli occhi al contatto. Indossare DPI adeguati.
- Dopo aver aggiunto la tripsina a ciascun occhio, assicurarsi che il coperchio della piastra di Petri sia sostituito. Successivamente, trasferire la capsula di Petri in un'incubatrice umidificata a 37 °C e 5% di CO2 per 30 min.
- Ripetere i passaggi 5.1-5.7 per ogni lotto fino a quando tutte le conchiglie oculari non sono state elaborate.
6. Raccolta RPE
- Raccogliere le cellule RPE da ciascun lotto di occhi (2-3 occhi) e inserirle in un'unica provetta da centrifuga da 15 mL per semplificare il processo di semina.
- Sotto una torcia, triturare delicatamente utilizzando una pipetta da 1000 μL per rimuovere le cellule RPE. Se le cellule RPE non si staccano, aggiungere tripsina fresca e incubare per altri 10-15 minuti. Fare attenzione a non raschiare la retina.
- Raccogliere le cellule RPE in una provetta da centrifuga da 15 mL.
- Lavare l'oculare con terreni di coltura cellulare per raccogliere le cellule rimanenti e neutralizzare la tripsina. Assicurarsi che ci sia almeno il doppio del volume di terreno rispetto alla tripsina nella provetta da centrifuga da 15 mL.
- Ripetere il passaggio 6.1 fino a quando le cellule RPE non sono state raccolte da tutte le conchiglie oculari.
- Centrifugare le sospensioni cellulari a 250 x g per 5 minuti a temperatura ambiente.
7. Preparazione della soluzione di lavoro DNase
- Calcolare il volume di 3 mg/mL di soluzione madre di DNasi (preparata nella fase 1) necessaria da aggiungere al terreno di coltura cellulare per una concentrazione finale di 100 μg/mL e un volume finale di 3 mL per provetta di cellule (cioè, per tre provette da centrifuga di cellule, sono necessari 9 mL di soluzione di DNasi da 100 μg/mL).
- Combinare i volumi appropriati di soluzione madre DNasi e terreni di coltura cellulare. L'uso della DNasi nella soluzione di lavoro aiuta a prevenire l'aggregazione cellulare e consente di seminare le cellule in modo uniforme.
8. Semina di cellule RPE
- Dopo la centrifugazione nella fase 6.3, rimuovere i surnatanti da ciascuna provetta da centrifuga da 15 mL, facendo attenzione a non interrompere il pellet cellulare.
- Risospendere ogni pellet cellulare in 3 mL di soluzione di lavoro DNasi.
- Mettere le provette da centrifuga da 15 mL contenenti le cellule risospese in un incubatore umidificato a 37 °C e 5% di CO2 per 15 minuti.
- Dopo l'incubazione, centrifugare le sospensioni cellulari a 150 x g per 5 minuti a temperatura ambiente.
- Rimuovere i surnatanti, facendo attenzione a non rompere i pellet cellulari.
- Risospendere ogni pellet cellulare in 3 mL di terreno di coltura cellulare fresco.
- Per ogni provetta da centrifuga contenente 2-3 occhi di cellule RPE, seminare un pozzetto di una piastra a 6 pozzetti (passaggio 0).
- Trasferire con cautela la piastra a 6 pozzetti seminata in un incubatore umidificato a 37 °C e al 5% di CO2 .
9. Colture cellulari primarie di RPE suina
- Lasciare che le cellule RPE appena seminate si attacchino per 48-72 ore prima di spostare la piastra. Durante il primo cambio del terreno, è possibile eseguire un lavaggio con terreni di coltura cellulare freschi per aiutare a rimuovere i detriti cellulari in eccesso.
- Sostituire il terreno di coltura cellulare ogni 48 ore.
- Quando le cellule raggiungono la confluenza, passare a un terreno di coltura cellulare con una concentrazione di FBS del 2% e mantenerlo fino alla sperimentazione.
10. Validazione della cella RPE
- Colorazione immunocitochimica (ICC)
- Fissare le cellule in formaldeide al 4% in DPBS per 10 minuti a temperatura ambiente.
- Lavare due volte con DPBS.
- Permeabilizzare le cellule (se necessario) utilizzando Triton-X 100 allo 0,2% in DPBS per 10 minuti a temperatura ambiente.
- Lavare due volte con DPBS.
- Applicare una soluzione bloccante di albumina sierica bovina (BSA) al 3% (p/v) in DPBS per 1 ora a temperatura ambiente.
- Aggiungere l'anticorpo primario alla diluizione 1:100 (o alla concentrazione raccomandata dal produttore) (vedere la tabella dei materiali) e lasciare agire per 1 ora a temperatura ambiente o per una notte a 4 °C.
- Lavare tre volte con DPBS per 5 minuti ciascuna.
- Aggiungere l'anticorpo secondario (se necessario) a 2 μg/mL (o concentrazione raccomandata dal produttore) (vedere la tabella dei materiali) e lasciare riposare per 1 ora a temperatura ambiente.
- Lavare tre volte con DPBS per 5 minuti ciascuna se viene applicato l'anticorpo secondario.
- Aggiungere la sonda di colorazione nucleare alla concentrazione del produttore (vedere la tabella dei materiali) e lasciare riposare per 25 minuti a temperatura ambiente.
- Lavare tre volte con PBS per 5 minuti ciascuna.
- Se si tratta di un inserto per coltura cellulare, montare sul vetrino del microscopio con un vetrino coprioggetto utilizzando un mezzo di montaggio come descritto da Rickabaugh e Weatherston et al.20. In caso contrario, le celle dell'immagine in DPBS.
- Microscopia elettronica a scansione (SEM)
- Seguire la procedura descritta da Harris et al.21.
- Resistenza elettrica transepiteliale (TEER)
- Seguire il protocollo del produttore per la misurazione del TEER (vedere la tabella dei materiali) con 1 mL di terreno di coltura nella camera basale15.
- Test di immunoassorbimento enzimatico (ELISA)
- Eseguire l'ELISA15 utilizzando un kit di immunoassorbimento enzimatico umano multiplex seguendo il protocollo del produttore (vedere la tabella dei materiali).