Un esame istologico del bulbo oculare del topo e del ratto è uno strumento potente nel campo dell'oftalmologia sperimentale. Può fornire nuove informazioni relative ai cambiamenti nelle strutture oculari nel corso di malattie oftalmiche, che altrimenti non sarebbero osservati in ambito clinico. I protocolli descritti presentano un metodo semplice per condurre un'analisi istologica della retina. Le sottigliezze della procedura necessaria per elaborare i tessuti anteriori, come la cornea, non sono descritte qui.
Nello studio presentato, l'enucleazione è stata eseguita dopo l'eutanasia degli animali perché, oltre ai bulbi oculari, altri tessuti (sangue, reni) sono stati raccolti per scopi di ricerca. Tuttavia, l'enucleazione può essere eseguita anche su animali vivi sotto anestesia. Wilding et al. hanno descritto la procedura14, e vorremmo rimandare i lettori a questo lavoro per vedere le foto della procedura di enucleazione.
Sebbene i protocolli per la preparazione dei vetrini dei bulbi oculari di topo e ratto siano simili, la principale differenza tra i bulbi oculari di topo e ratto da considerare durante la preparazione dei vetrini è la loro dimensione. I bulbi oculari dei ratti hanno un volume 8 volte - 10 volte maggiore rispetto ai topi, mentre la lunghezza assiale media del bulbo oculare di un topo è di circa 3,2 mm e la lunghezza assiale del bulbo oculare di un ratto oscilla tipicamente intorno a 6,91 mm15,16. Ciò facilita la necessità di tagliare a metà i bulbi oculari dei ratti per una migliore penetrazione dei reagenti nel tessuto durante la lavorazione. Inoltre, il tempo necessario per la penetrazione del reagente nel tessuto di ratto è più lungo rispetto a quello dei bulbi oculari del topo. Mentre si tagliano a metà i bulbi oculari del ratto, è importante utilizzare una lama affilata, poiché la lente solida e congelata potrebbe rivelarsi un ostacolo.
Un altro punto che vale la pena discutere è la fissazione dei tessuti dopo il prelievo dagli animali. Nel protocollo presentato, i bulbi oculari, dopo l'enucleazione, sono stati fissati con PFA e immersi in soluzioni di saccarosio. Il saccarosio agisce come crioprotettore, in quanto protegge le cellule dei grandi tessuti dai danni dei cristalli di ghiaccio che si formano durante il congelamento17. Il congelamento del tessuto consente ai ricercatori di conservare il tessuto più a lungo e di utilizzarlo anche per vari esami in futuro, tra cui un'analisi istopatologica con un microtomo (come presentato), un'analisi istopatologica con un criotomo e l'immunomarcatura per la valutazione mediante microscopia confocale. Ad esempio, quando si taglia a metà il bulbo oculare di un ratto (passaggio 2.4.1), se il taglio viene eseguito in modo efficiente e rapido (entro 5-10 s) e l'occhio non ha il tempo di scongelarsi, una metà del bulbo oculare può essere utilizzata per l'istopatologia e un'altra può essere rimessa nel congelatore per la futura marcatura immunologica. Si sconsiglia di eseguire l'immunomarcatura su tessuti precedentemente infiltrati con paraffina a causa di possibili cambiamenti nella conformazione degli epitopi proteici dopo la fissazione della paraffina. Tuttavia, se un gruppo di ricercatori sta pianificando di eseguire un'analisi istopatologica utilizzando solo un microtomo, è possibile utilizzare un metodo standard più semplice per fissare i tessuti per l'inclusione di paraffina - ad esempio, invece di eseguire i passaggi 1.2.1 - 1.4.1 per i topi o i passaggi 2.2.1 - 2.4.2 per i ratti, mettere i tessuti in una soluzione al 10% di PFA per 24 ore, e poi conservarli in PBS a 4 °C fino alla lavorazione. Il saccarosio non sarà quindi necessario come crioprotettore, poiché i tessuti non saranno congelati. Utilizzando questo metodo proposto, si eviterà il processo di congelamento, che potrebbe rivelarsi vantaggioso e portare all'ottenimento di vetrini di qualità superiore. Il congelamento dei bulbi oculari, sebbene fornisca ai ricercatori una maggiore libertà nella scelta del momento in cui eseguire l'esame istopatologico, è un passaggio che può potenzialmente diminuire la qualità del campione e portare al distacco della retina. Tuttavia, bisogna ricordare che se si conservano i tessuti a 4 °C, la loro stabilità biologica sarà più breve e i tessuti dovrebbero essere analizzati entro 4 settimane. Inoltre, mentre si lavora con i bulbi oculari di ratto, il passaggio 2.4.1 (tagliare i bulbi oculari a metà) sarà molto più difficile da eseguire su un bulbo oculare non congelato.
La metodologia presentata è stata sviluppata sulla base della metodologia descritta da Chai et al.18, Igarashi et al.19, Zhang et al.20 e Dorfman et al.21, sull'esperienza personale e su un metodo di tentativi ed errori. Il metodo di misurazione dello spessore della retina e dei singoli strati è descritto sulla base della metodologia presentata da Chai et al.16 e Barber et al.18,22. Il metodo di conteggio RGC retinico è stato sviluppato da una revisione del lavoro di Chai et al.16, Zhang et al.18, Steinle et al.19 e Dorfman et al.18,20,21,23. Nel complesso, la preparazione di vetrini istopatologici dei bulbi oculari differisce da una preparazione standard di vetrini di tessuto fissati in formalina e inclusi in paraffina perché il bulbo oculare è sferico e, quindi, più difficile da maneggiare, tagliare e sezionare. Inoltre, la sclera è una barriera per l'infiltrazione di reagenti nei tessuti. Durante la preparazione dei vetrini istologici dei bulbi oculari, è necessario lavorare in modo più delicato e preciso, facendo attenzione a non danneggiare le delicate strutture della parte interna del bulbo oculare. Le modifiche di questo protocollo possono includere l'uso della tecnica di inclusione del metacrilato al posto dell'inclusione della paraffina, che secondo quanto riferito potrebbe fornire risultati morfologici migliori. Tuttavia, pochissimi ricercatori hanno utilizzato questo metodo per la valutazione della retina 24,25.
Questo protocollo non è esente da pregiudizi. Il problema più grande con cui il nostro team ha lottato è stata la lacerazione e il distacco della retina. Particolarmente incline alla lacerazione era la retina dei bulbi oculari dei ratti, poiché dovevano essere tagliati a metà prima della preparazione del vetrino, e quindi la retina era più soggetta a danni. A causa del distacco della retina, questo protocollo non può essere utilizzato per la valutazione della coroide, dell'epitelio pigmentato retinico o dello strato del segmento fotorecettore. Tuttavia, il nostro team ritiene che questo protocollo possa essere utilizzato per valutare la retina interna (dall'ILM all'ELM). Per ridurre al minimo la quantità di lacerazione e distacco della retina, ogni fase del protocollo deve essere eseguita con attenzione, lentamente e con movimenti precisi.
L'analisi istopatologica della retina non fa parte della diagnostica umana standard, ma è un metodo ampiamente utilizzato nella ricerca preclinica. I risultati della valutazione istopatologica della retina negli studi preclinici possono essere correlati e discussi con i risultati della tomografia ottica coerente (OCT)26, che è un esame che mostra una sezione trasversale attraverso la retina durante un esame in vivo che può essere eseguito in un contesto clinico, tra gli esseri umani negli studi clinici. L'OCT, tuttavia, è un esame meno dettagliato. Pertanto, le informazioni che possiamo trarre dagli studi istologici condotti nell'ambito della ricerca preclinica sono insostituibili e necessarie per lo sviluppo delle conoscenze mediche.