$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
La microscopia a immunofluorescenza è una tecnica analitica essenziale nella ricerca in medicina rigenerativa, che facilita la visualizzazione dell'architettura tissutale e della composizione cellulare utilizzando anticorpi coniugati con fluorofori. Questa metodologia integra la specificità molecolare del riconoscimento immunochimico con la sensibilità e la versatilità del rilevamento della fluorescenza, consentendo un'osservazione dettagliata delle distribuzioni cellulari dei bersagli all'interno dei loro microambienti tissutali. Gli approcci di immunofluorescenza comprendono sia strategie di marcatura diretta che indiretta, con protocolli di immunofluorescenza indiretta che forniscono un'amplificazione migliorata del segnale attraverso sistemi secondari di anticorpi coniugati con diversi fluorofori che coprono lo spettro visibile e quello del vicinoinfrarosso 1. La capacità intrinseca della metodologia di rilevare simultaneamente più bersagli tramite separazione spettrale facilita la caratterizzazione fenotipica completa di popolazioni cellulari eterogenee e delle loro relazioni spaziali all'interno di microambienti tissutalicomplessi 2.
Le capacità tecniche della microscopia a immunofluorescenza vanno oltre la localizzazione proteica convenzionale per includere applicazioni analitiche quantitative, incluse misurazioni dell'intensità di fluorescenza, analisi di colocalizzazione e valutazioni della distribuzione spaziale fondamentali per comprendere la funzione cellulare e l'organizzazione deitessuti 3. Nel contesto della ricerca sulla biocompatibilità degli impianti, l'analisi dell'immunofluorescenza fornisce approfondimenti fondamentali sulle risposte immunitarie dell'ospite, incluse reazioni a corpi estranei, cascate infiammatorie e processi di integrazione tissutale che determinano l'accettazione o il rifiuto dell'impianto a livello cellulare emolecolare 4.
L'implementazione efficace dei protocolli di immunofluorescenza richiede un'attenta considerazione delle metodologie di elaborazione dei tessuti che preservino l'integrità morfologica mantenendo il segnale fluorescente e minimizzando l'autofluorescenza di fondo. La selezione tradizionale del mezzo di incorporamento dipende dal tipo di tessuto, dalle esigenze analitiche a valle e dagli antigeni specifici di interesse. Per materiali sintetici e impianti, la letteratura attuale raccomanda principalmente l'incorporamento completo della resina per mantenere la stabilità strutturale durante le procedure disezionamento 5. Tuttavia, questo approccio presenta limitazioni significative a causa della necessità di ultramicrotomi e lame specializzati per sezionare blocchi di resina polimerizzata, rappresentando un notevole investimento in attrezzature e competenze tecniche. L'incastramento con paraffina, pur fornendo un adeguato supporto strutturale per la sezione, introduce cambiamenti conformazionali ai determinanti antigenici durante la fissazione e la lavorazione attraverso una disidratazione estesa, indurimento chimico e infiltrazione con solventi organici che possono denaturare le proteine e mascherare gli epitopi. Il processamento della paraffina produce anche interferenze autofluorescenze intrinseche che compromettono il rilevamento del segnale e l'analisi quantitativa. Queste alterazioni richiedono procedure di recupero degli antigeni, tipicamente che coinvolgono il prelievo di epitopi indotto dal calore (HIER) o il prelievo di epitopi indotti da proteolitici (PIER), per ripristinare l'accessibilità deglianticorpi 6. Nonostante questi interventi, numerosi anticorpi commercialmente disponibili rimangono incompatibili con i campioni incorporati nella paraffina, e le dure condizioni di recupero possono ulteriormente compromettere la qualità del segnale fluorescente e introdurre artefatti di fotosbiancamento.
La criosezionazione offre una metodologia alternativa di elaborazione per applicazioni di immunofluorescenza. Per la preparazione tissutale possono essere utilizzati due metodi di crioconservazione. Il primo approccio prevede la crioconservazione rapida tramite immersione diretta di campioni di tessuto fresco in un bagno di isopentano pre-raffreddato con azoto liquido per raggiungere temperature inferiori a –20 °C, seguito da una sezionazione utilizzando microtomi criostatici dotati di camere di taglio a temperatura controllata. Il secondo protocollo utilizza un breve periodo di fissazione in paraformaldeide (PFA) o formalina, seguito da crioprotezione tramite infiltrazione gradata di saccarosio prima del congelamento. Il processo di crioconservazione crea una matrice rigida che mantiene l'integrità dei tessuti preservando al contempo le conformazioni proteiche native essenziali per il riconoscimento degli anticorpi. La sezionamento congelato mantiene i tessuti in uno stato quasi nativo con modifiche chimicheminime, riducendo così la necessità di procedure di recupero antigenico più severe e consentendo l'uso di una gamma più ampia di anticorpi primari, inclusi quelli incompatibili con i tessuti incorporati nella paraffina a causa del mascheramento dell'epitopo o delladenaturazione 8.
Il processo di criosezionamento utilizza tipicamente un composto a temperatura di taglio ottimale (OCT), un mezzo di incorporazione solubile in acqua composto da alcol polivinilico e poliglicole che fornisce supporto strutturale durante la sezionazione, pur rimanendo trasparente e compatibile con i sistemi di rilevamento della fluorescenza. L'incorporamento OCT facilita la generazione di sezioni sottili e uniformi con spessore compreso tra 5 e 15 μm, a seconda delle specifiche esigenze analitiche e delle caratteristichetissutali 9. La conservazione delle conformazioni proteiche native nelle sezioni congelate mantiene rapporti segnale-rumore ottimali essenziali per l'analisi quantitativa dell'immunofluorescenza, mantenendo al contempo epitopi intatti che permettono l'uso di una gamma più ampia di anticorpi primari, inclusi quelli incompatibili con i tessuti incorporati inparaffina 8.
Tuttavia, la sezionamento dei tessuti congelati presenta sfide tecniche uniche, in particolare nel trattamento di materiali impianti sintetici che possiedono proprietà fisicochimiche distinte rispetto ai tessuti biologici nativi. L'espansione termica differenziale tra polimeri sintetici e interfacce tessuti biologiche durante il congelamento può causare sollecitazioni meccaniche localizzate che compromettono l'integrità strutturale e crea artefatti disezionamento 10. Inoltre, la rigidità intrinseca di molti materiali sintetici rispetto ai tessuti biologici congelati può causare la deviazione della lama durante la sezione, causando spessore irregolare della sezione e danni sia al campione che all'attrezzatura di taglio. Queste limitazioni tecniche richiedono protocolli di elaborazione specializzati che possano soddisfare le esigenze uniche dei campioni contenenti impianti mantenendo al contempo i vantaggi della sezionazione congelata per applicazioni di immunofluorescenza.
Per affrontare queste limitazioni, questo studio ha sviluppato un protocollo di criosezionamento che combina la stabilizzazione selettiva con resina polimerizzabile UV con parametri di sezionamento criostatico controllati per consentire un'analisi immunofluorescenza ad alta risoluzione e multiparametro dei costrutti tessuti impiantati.