Een histologisch onderzoek van de oogbol van de muis en de rat is een krachtig hulpmiddel op het gebied van experimentele oogheelkunde. Het kan nieuwe informatie opleveren met betrekking tot veranderingen in de oogstructuren in de loop van oogaandoeningen, die anders niet zouden worden waargenomen in klinische omgevingen. De beschreven protocollen presenteren een eenvoudige methode voor het uitvoeren van een histologische analyse van het netvlies. De subtiliteiten van de procedure die nodig is om voorste weefsels, zoals het hoornvlies, te verwerken, worden hier niet beschreven.
In de gepresenteerde studie werd enucleatie uitgevoerd na het euthanaseren van de dieren omdat, naast de oogbollen, ook andere weefsels (bloed, nieren) werden geoogst voor onderzoeksdoeleinden. Enucleatie kan echter ook onder narcose worden uitgevoerd op levende dieren. Wilding et al. hebben de procedurebeschreven 14, en we willen de lezers naar dit werk verwijzen om foto's van de enucleatieprocedure te zien.
Hoewel de protocollen voor de voorbereiding van objectglaasjes van muizen en rattenoogbollen vergelijkbaar zijn, is het belangrijkste verschil tussen muis- en rattenoogbollen waarmee rekening moet worden gehouden bij het voorbereiden van objectglaasjes, hun grootte. De oogbollen van de ratten hebben een 8x - 10x groter volume in vergelijking met muizen, terwijl de gemiddelde axiale lengte van een muizenoogbol ongeveer 3,2 mm is en de axiale lengte van een rattenoogbol doorgaans oscilleert rond de 6,91 mm15,16. Dit vergemakkelijkt de noodzaak om de oogbollen van de ratten doormidden te snijden voor een betere penetratie van het reagens in het weefsel tijdens de verwerking. Ook is de tijd die nodig is voor het binnendringen van reagentia in het rattenweefsel langer dan voor de oogbollen van muizen. Bij het doormidden snijden van de oogbollen van de rat is het belangrijk om een scherp mes te gebruiken, omdat de stevige, bevroren lens een obstakel kan blijken te zijn.
Een ander punt dat de moeite waard is om te bespreken, is de fixatie van weefsels na het oogsten van de dieren. In het gepresenteerde protocol werden de oogbollen na enucleatie gefixeerd met PFA en ondergedompeld in oplossingen van sucrose. Sucrose werkt als een cryoprotectant, omdat het cellen van grote weefsels beschermt tegen schade door ijskristallen die zich vormen tijdens het bevriezen17. Door het weefsel in te vriezen, kunnen onderzoekers het weefsel langer bewaren en in de toekomst ook gebruiken voor verschillende onderzoeken, waaronder een histopathologische analyse met een microtoom (zoals gepresenteerd), een histopathologische analyse met een cryotoom en immunolabeling voor beoordeling met behulp van confocale microscopie. Als u bijvoorbeeld een oogbol van een rat doormidden snijdt (stap 2.4.1), als de snede efficiënt en snel wordt uitgevoerd (binnen 5 - 10 s) en het oog geen tijd heeft om te ontdooien, kan de ene helft van de oogbol worden gebruikt voor histopathologie en kan een andere helft terug in de vriezer worden gelegd voor toekomstige immunolabeling. We raden af om immunolabeling uit te voeren op weefsels die eerder met paraffine zijn geïnfiltreerd vanwege mogelijke veranderingen in de conformatie van de eiwitepitopen na paraffinefixatie. Als een groep onderzoekers echter alleen van plan is een histopathologische analyse uit te voeren met behulp van een microtoom, kan een eenvoudigere, standaardmethode voor het fixeren van weefsels voor paraffine-inbedding worden gebruikt - bijvoorbeeld, in plaats van de stappen 1.2.1 - 1.4.1 voor muizen of de stappen 2.2.1 - 2.4.2 voor ratten uit te voeren, plaatst u de weefsels gedurende 24 uur in een 10%-oplossing van PFA, en bewaar ze vervolgens in PBS bij 4 °C tot ze verwerkt worden. Sucrose is dan niet nodig als cryoprotectant, omdat de weefsels niet worden ingevroren. Met behulp van deze voorgestelde methode wordt het invriesproces vermeden, wat gunstig kan zijn en kan leiden tot het verkrijgen van dia's van hogere kwaliteit. Bevriezing van de oogbollen, hoewel het onderzoekers meer vrijheid geeft bij het kiezen van het tijdstip om het histopathologisch onderzoek uit te voeren, is een stap die mogelijk de kwaliteit van het monster kan verminderen en kan leiden tot netvliesloslating. Men moet echter niet vergeten dat als weefsels bij 4 °C worden bewaard, hun biologische stabiliteit korter zal zijn en dat de weefsels binnen 4 weken moeten worden geanalyseerd. Ook zal tijdens het werken met oogbollen van ratten stap 2.4.1 (de oogbollen doormidden snijden) veel moeilijker uit te voeren zijn op een niet-bevroren oogbol.
De gepresenteerde methodologie is ontwikkeld op basis van de methodologie beschreven door Chai et al.18, Igarashi et al.19, Zhang et al.20 en Dorfman et al.21, op persoonlijke ervaring en een methode van vallen en opstaan. De methode voor het meten van de dikte van het netvlies en de afzonderlijke lagen wordt beschreven op basis van de methodologie gepresenteerd door Chai et al.16 en Barber et al.18,22. De retinale RGC-telmethode is ontwikkeld op basis van een overzicht van het werk van Chai et al.16, Zhang et al.18, Steinle et al.19 en Dorfman et al.18,20,21,23. Over het algemeen verschilt de bereiding van histopathologische objectglaasjes van oogbollen van een standaard in formaline gefixeerd, in paraffine ingebed weefselpreparaat, omdat de oogbol bolvormig is en daarom moeilijker te hanteren, te snijden en te snijden. Ook is de sclera een barrière voor reagensinfiltratie in weefsel. Bij het voorbereiden van histologische dia's van oogbollen moet men delicater en preciezer te werk gaan, terwijl men ervoor moet zorgen dat de delicate structuren van het binnenste deel van de oogbol niet worden beschadigd. Wijzigingen van dit protocol kunnen het gebruik van de methacrylaatinbeddingstechniek omvatten in plaats van paraffine-inbedding, wat naar verluidt betere morfologische resultaten kan opleveren. Zeer weinig onderzoekers hebben deze methode echter gebruikt voor de beoordeling van het netvlies 24,25.
Dit protocol is niet vrij van vooringenomenheid. Het grootste probleem waar ons team mee worstelde, was scheuren van het netvlies en loslating van het netvlies. Vooral het netvlies van de oogbollen van ratten was vatbaar voor scheuren, omdat ze in tweeën moesten worden gesneden voordat het glaasje werd voorbereid, en daarom was het netvlies vatbaarder voor beschadiging. Vanwege netvliesloslating kan dit protocol niet worden gebruikt voor de beoordeling van het vaatvlies, het retinale pigmentepitheel of de fotoreceptorsegmentlaag. Ons team is echter van mening dat dit protocol kan worden gebruikt om het binnenste netvlies te beoordelen (van de ILM tot ELM). Om de hoeveelheid scheuren en loslating van het netvlies tot een minimum te beperken, moet elke stap van het protocol zorgvuldig, langzaam en met nauwkeurige bewegingen worden uitgevoerd.
Histopathologische analyse van het netvlies maakt geen deel uit van de standaard diagnostiek bij mensen, maar is een veelgebruikte methode in preklinisch onderzoek. De resultaten van de histopathologische evaluatie van het netvlies in preklinische studies kunnen worden gerelateerd aan en besproken met de resultaten van optische coherente tomografie (OCT)26, een onderzoek dat een dwarsdoorsnede door het netvlies laat zien tijdens een in vivo onderzoek dat kan worden uitgevoerd in een klinische setting, bij mensen in klinische onderzoeken. OCT is echter een minder gedetailleerd onderzoek. Daarom is de informatie die we kunnen putten uit histologische onderzoeken die zijn uitgevoerd als onderdeel van preklinisch onderzoek onvervangbaar en noodzakelijk voor het ontwikkelen van medische kennis.