Postępy w mikroskopii przyżyciowej ujawniły zjawiska fizjologiczne, których nie przewidywały badania in vitro 1. Uwypukla to wyzwanie związane z przełożeniem wyników uzyskanych konwencjonalnymi metodami in vitro na żywe zwierzę. W ostatniej dekadzie wizualizacja tkanek u żywych zwierząt uległa znacznej poprawie dzięki postępowi technologicznemu w metodach obrazowania2, 3, 4, 5, 6. Spowodowało to zapotrzebowanie na metody obrazowania in vivo z możliwością zastosowania w eksperymentalnych modelach zwierzęcych, aby umożliwić nieinwazyjną wizualizację podłużną tkanek docelowych.
Techniki obrazowania, takie jak rezonans magnetyczny i pozytonowa tomografia emisyjna lub bioluminescencja, umożliwiły nieinwazyjne obrazowanie narządów/tkanek głęboko w ciele7-8, 9. Techniki te nie są jednak w stanie osiągnąć rozdzielczości pojedynczej komórki ze względu na wysokie sygnały tła i niską rozdzielczość przestrzenną, pomimo zastosowania materiałów o wysokim kontraście lub luminescencji specyficznej dla tkanki4. Problem ten został rozwiązany wraz z pojawieniem się dwufotonowej fluorescencyjnej mikroskopii konfokalnej10. Mikroskopia dwufotonowa umożliwiła badania obrazowania przyżyciowego w celu wizualizacji i ilościowego określenia zdarzeń komórkowych z niespotykanymi dotąd szczegółami11, 12. Doprowadziło to do scharakteryzowania kluczowych procesów biologicznych w zdrowiu i chorobie13, 14, 15, 16. Podczas gdy pionierskie badania obrazowania przyżyciowego przede wszystkim "naśladowały" warunki in vivo w wyciętych tkankach (np. węzłach chłonnych), inne badania wykorzystywały inwazyjne podejścia do obrazowania odsłoniętych tkanek docelowych in situ17, 18, 19, 20, 21. W innych badaniach wykorzystano również "modele komór okiennych" w celu obejścia ograniczeń związanych z inwazyjnymi podejściami i ograniczoną rozdzielczością obrazowania in vivo22, 23, 24, 25. W modelu komory okiennej komora z przezroczystym oknem jest chirurgicznie wszczepiana w skórę w różnych miejscach (skóra grzbietowa lub uszna, poduszeczka tłuszczowa sutka, wątroba itp.) u zwierzęcia (np. myszy, szczura, królika). Chociaż takie podejście wyraźnie umożliwia obrazowanie in vivo w wysokiej rozdzielczości, wymaga inwazyjnej operacji w celu wszczepienia komory i może nie być w stanie pomieścić badań obrazowania podłużnego trwających kilka tygodni lub miesięcy22.
Niedawno wykazano, że połączenie mikroskopii konfokalnej o wysokiej rozdzielczości z minimalnie inwazyjną procedurą, a mianowicie przeszczepem do przedniej komory oka (ACE), zapewnia "naturalne okno ciała" jako potężną i wszechstronną platformę obrazowania in vivo 26, 27. Transplantacja do ACE była stosowana w ciągu ostatnich kilku dekad do badania biologicznych aspektów różnych tkanek 28, 29, 30; a jego niedawne połączenie z obrazowaniem w wysokiej rozdzielczości umożliwiło badanie fizjologii wysp trzustkowych z rozdzielczością pojedynczej komórki nieinwazyjnie i podłużnie26, 27. Podejście to zastosowano do badania odpowiedzi autoimmunologicznych podczas rozwoju cukrzycy typu 1 w modelach zwierzęcych (dane niepublikowane). Stosowano go również do badania rozwoju trzustki, a także w badaniach funkcji nerek poprzez przeszczepienie do zawiązków trzustki ACE lub poszczególnych kłębuszków nerkowych, odpowiednio, (dane niepublikowane). Niedawny raport, w którym zastosowano to podejście, dodatkowo wykazało jego zastosowanie do badania odpowiedzi immunologicznych po przeszczepie wysp trzustkowych31. Co ważne, badanie to wykazało, że przeszczep do przedniej komory oka zapewnia naturalne okno organizmu do wykonywania: (1) podłużnego, nieinwazyjnego obrazowania przeszczepionych tkanek in vivo; (2) cytoznakowanie in vivo w celu oceny fenotypu komórkowego i żywotności in situ; (3) śledzenie w czasie rzeczywistym naciekających komórek odpornościowych w tkance docelowej; oraz (4) interwencja miejscowa poprzez aplikację miejscową lub wstrzyknięcie dogałkowe.
Tutaj pokazujemy, jak przeprowadzić przeszczep do przedniej komory oka za pomocą wysp trzustkowych.