Istnieje kilka szczegółów krytycznych dla powodzenia tej procedury. Im krótszy czas od izolacji kości skroniowej do inkubacji narządu Cortiego, tym większa szansa, że narządy przytwierdzą się do szkiełka podstawowego, co pozwoli na uzyskanie żywotnych kultur narządowych. Dlatego ważne jest ograniczenie czasu między sekcją a umieszczeniem narządów w inkubatorze. Kluczowy jest również dobór antybiotyku, ponieważ wiele antybiotyków aminoglikozydowych jest ototoksycznych i prowadzi do śmierci komórek rzęsek. Choć preferowane jest całkowite zrezygnowanie ze stosowania antybiotyków, stwarza to ryzyko kontaminacji. W związku z tym, jako ogólną zasadę w celu uniknięcia potencjalnych problemów z zanieczyszczeniem, sugerujemy stosowanie ampicyliny w stężeniu 10 μg/mL.
Najbardziej problematycznym aspektem tej oraz innych procedur pierwotnej hodowli narządu Cortiego jest tendencja organów do odrywania się od płytek podczas inkubacji. Chociaż pływające hodowle organów mogą pozostawać żywotne przez 5-7 dni, wiąże się to z pewnymi wadami. Na przykład pływające hodowle organów często zwijają się po 4-5 dniach, co utrudnia badanie mikroskopowe. W konsekwencji integralność strukturalna organu może zostać naruszona w porównaniu z organami przymocowanymi do szkiełka podstawowego. Stwierdziliśmy, że następujące techniki pomagają zapewnić, aby narząd Cortiego nie pływał w pożywce hodowlanej, lecz pozostał przymocowany do szkiełka podstawowego. Po pierwsze, należy pokryć szklane szkiełka podstawowe poliornityną/lamininą w stosunku 1:1 z dodatkiem 20% FBS, zgodnie z opisem. Inkubacja nocna wskazana w tym protokole to minimalny czas pokrywania płytek. W naszym laboratorium często pokrywamy wszystkie płytki potrzebne na jeden tydzień i przechowujemy je w temperaturze 4 °C do dnia poprzedzającego użycie, kiedy przenosimy je do inkubatora na nocną inkubację. Po drugie, po przeniesieniu organów na pokryte szkiełka podstawowe, należy zorientować eksplant tak, aby rzęski komórek rzęskowych były skierowane do góry. Taka orientacja ułatwi przyleganie błony podstawnej do naczynia hodowlanego. Po trzecie, należy usunąć pożywkę z dołka, aby przymocować eksplant do pokrytego naczynia. Zapewni to kontakt między naczyniem hodowlanym a błoną podstawną i zwiększy zdolność eksplantów do przylegania do szkła. Pomoże to również w zachowaniu integralności strukturalnej rzędów komórek rzęskowych. Na koniec, należy ostrożnie nanieść 2 krople pożywki hodowlanej na powierzchnię narządu Cortiego za pomocą pipety o pojemności 200 μL, a następnie powoli wypełnić dołek, kapiąc pozostałą objętość (z całkowitych 130 μL) na krawędź szkiełka podstawowego. Ważne jest, aby pracować szybko, aby zapewnić przyleganie narządu Cortiego do pokrytego szkiełka podstawowego. Od rozpoczęcia sekcji do inkubacji eksplantów doświadczony operator zazwyczaj potrzebuje 10 minut na ukończenie tej procedury izolacji narządu Cortiego.
W niniejszym protokole przedstawiamy również metodę mikroizolacji nabłonka sensorycznego z limbusa spiralnego narządu Cortiego. W tej procedurze limbus spiralny jest oddzielany od nabłonka sensorycznego przy użyciu igieł insulinowych 28G½ jako narzędzi do dyssekcji. Powstały mikroizolat składa się z rzędów komórek rzęskowych i odpowiadających im komórek podporowych (rys. 3). Izolowany nabłonek sensoryczny można następnie hodować zgodnie z opisem w niniejszym protokole. Tę procedurę mikroizolacji należy porównać z enzymatycznym oddzielaniem nabłonków sensorycznych od otaczających tkanek4. U ssaków, jak i u gatunków niessakich, takich jak kurczaki, trawienie termolizyną izolowanych narządów przedsionkowych prowadzi do wyizolowania nabłonków sensorycznych z podstawowych komórek mezenchymalnych4. W ślimaku szczura trawienie termolizyną skutkuje oddzieleniem większej grzebieni nabłonkowej, mniejszej grzebieni nabłonkowej i towarzyszących im nabłonków sensorycznych od błony podstawnej5. Nie jest jednak jasne, czy ślimakowy nabłonek sensoryczny może przylegać do powlekanych płytek bez towarzyszących mu komórek mezenchymalnych. Choć zarówno metoda mechanicznej mikroizolacji, jak i metoda trawienia enzymatycznego prowadzą do oddzielenia nabłonków sensorycznych od limbusa spiralnego, zalety dyssekcji mikroizolatu nad trawieniem termolizyną obejmują stosunkowo krótszy protokół, tańsze odczynniki oraz potencjalnie mniejszy stres eksplantu wynikający z enzymatycznych efektów trawienia. Dodatkowo w tym podejściu błona podstawna pozostaje nienaruszona, co może zwiększyć przyleganie nabłonka sensorycznego do płytki hodowlanej. Wadami tej metody są konieczność wypracowania umiejętności niezbędnych do tej delikatnej dyssekcji oraz potencjalne uszkodzenia mechaniczne nabłonka sensorycznego wynikające z mikrodysekcji.
Jako przykład użyteczności tej procedury, przedstawiamy również przykład wykorzystania kultur narządu Cortiego; elektroporację egzogennych genów do kultury eksplantu. Opisana powyżej procedura elektroporacji opiera się na wcześniejszych metodach elektroporacji narządu Cortiego. W szczególności Zheng i Gao (2000) opisali elektroporację wyizolowanych narządów Cortiego szczura, w której eksplanty są utrzymywane na miejscu podczas elektroporacji za pomocą formowanego rowka z agarozy, a następnie wysiewane na szkiełko LabTek z 8 dołkami pokryte kolagenem w medium bezsurowiczym2. Zaletą ich podejścia jest to, że narządy są zorientowane tak, aby górne powierzchnie eksplantów były skierowane w stronę katody, co teoretycznie powinno skutkować równomiernym rozkładem elektroporowanych komórek w całym eksplancie. W naszej praktyce jednak opisana przez nas metoda usprawniła tę procedurę, ponieważ narząd Cortiego pozostawał przymocowany do szkiełka przedmiotowego przez cały czas trwania procedury, co ograniczyło manipulację eksplantem po elektroporacji. Dodatkowo, przy zastosowaniu przedstawionej metody większy odsetek narządów Cortiego pozostał przytwierdzony do szkiełek przedmiotowych. Nasza metoda została zaczerpnięta z pracy Jones, et al. (2006), w której wykorzystano dodatek odczynnika Fugene 6 w celu zwiększenia wydajności ekspresji genów po elektroporacji. W protokole Jones et al. (2006) narządy są poddawane elektroporacji, inkubowane przez 5 minut z 100 μL odczynnika do transfekcji Fugene 6, a następnie wysiewane 6. Nasza metoda różni się zastosowaniem stosunku odczynnika Fugene 6 do plazmidowego DNA w proporcji 3:2, co w drodze doświadczeń uznaliśmy za zapewniające optymalną ekspresję transgenu przy minimalnej toksyczności dla narządu. Nie stosujemy nierozcieńczonego odczynnika Fugene 6, który może powodować toksyczność dla kultur. Konfiguracja elektrod w naszym protokole, podobnie jak u Jones et al. (2006), skutkuje pierwotną ekspresją genów albo w limbusie spiralnym, albo w nabłonku sensorycznym, w zależności od położenia katody. Chociaż po stronie kultury oddalonej od katody występują komórki wykazujące pozytywną reakcję na DsRed, wyższe stężenie komórek transgenicznych występuje bliżej katody. Aby zapewnić pełną ekspresję transgenu po obu stronach eksplantu narządu Cortiego, prąd można odwrócić podczas drugiej serii impulsów, po prostu zamieniając przewody. Przedstawiony protokół skutkuje silną ekspresją transgenu w całym narządzie Cortiego (fig 5).