Badania nad rakiem i biomarkerami opierają się na dostępie do wysokiej jakości próbek tkanek ludzkich, a ich ograniczona podaż utrudnia prowadzenie prac badawczych1,2. Wiele badań dermatologicznych jest ograniczonych przez niewystarczającą ilość, zmienną jakość oraz koszty związane z wykorzystaniem ludzkich tkanek. Koszt stworzenia dużego, wyspecjalizowanego biobanku szacuje się na około dwa miliony dolarów3, a wydatki te sprawiają, że korzystanie z ludzkich tkanek jest nieosiągalne dla wielu badaczy. Ponadto proces pozyskiwania i przechowywania próbek badawczych niesie ze sobą ryzyko zakłócenia operacji klinicznych i opóźnienia opieki nad pacjentem, jeśli nie zostanie przeprowadzony z należytą starannością. Utworzono kosztowo efektywne repozytorium biologiczne w ramach kliniki, które koncentruje się na próbkach raka skóry, zgodnie z zalecanymi najlepszymi praktykami oraz walidacją próbek4,5,6.
Niniejszy protokół został opracowany w klinice dermatologicznej, w której wykonuje się dużą liczbę mikrochirurgicznych operacji Mohsa w celu usunięcia raka kolczystokomórkowego (SCC), raka podstawnokomórkowego (BCC) oraz czerniaka skóry. Ochotniczy dawcy mogą być rekrutowani z tej populacji pacjentów. Ważne jest, aby biobank został utworzony w miejscu pobierania materiału, co pozwala na szybkie pozyskanie tkanek i krwi od pacjentów, którzy wyrazili zgodę, bez opóźniania leczenia. Gromadzenie próbek w tej samej klinice minimalizuje różnice w technikach pobierania oraz zmienność jakości próbek, co może być problematyczne w przypadku dalszych analiz7,8.
Celem techniki mikrochirurgii Mohsa jest zapewnienie usunięcia całej tkanki nowotworowej przy jednoczesnym zachowaniu jak największej ilości zdrowej tkanki. Procedura polega na stopniowym usuwaniu cienkich warstw tkanki guza. Każda kolejna warstwa jest badana histologicznie (po kriosekcjonowaniu tkanki guza i przeprowadzeniu barwienia H&E) przez dermatologa w celu ustalenia, czy cała tkanka nowotworowa została usunięta. Wycięcie i badanie kolejnych warstw tkanek odbywa się w czasie, gdy pacjent pozostaje w gabinecie. Technikę tę uznaje się za najlepszą opcję leczenia SCC9. Na tym etapie rana zostaje zamknięta, a w celu poprawy gojenia i efektu kosmetycznego często wycina się sąsiadującą tkankę prawidłową (ANT). Zatem ta procedura chirurgiczna usuwania guza jest idealnie dostosowana do pobierania histologicznie scharakteryzowanej tkanki do przyszłych badań.
Procedura pozyskiwania próbek tkanki nowotworowej, sąsiadującej tkanki prawidłowej, śliny oraz krwi została zaprojektowana tak, aby w minimalnym stopniu wpływać na codzienne obowiązki personelu (Rycina 1). Asystenci medyczni pobierają krew podczas przygotowywania pacjenta do zabiegu. Po zakończeniu procedury Mohsa histotechnolog wykonuje dodatkowe preparaty histologiczne z próbki i przekazuje tkankę do biorepozytorium. Koszty związane z utworzeniem biorepozytorium obejmują zakup zamrażarek do kriokonserwacji, wydzielenie niewielkiej przestrzeni laboratoryjnej oraz opracowanie programu do śledzenia inwentarza.

Rycina 1: Kolejność pobierania próbek i personel odpowiedzialny. Po zarejestrowaniu pacjenta i uzyskaniu jego zgody, asystent medyczny pobiera wymaz z policzka oraz krew. Następnie dermatolog i asystent medyczny wycinają guz i zamykają ranę, podczas czego pobierane są odpowiednio próbki SCC i ANT. Wyznaczony technik laboratoryjny przetwarza krew oraz wykonuje sekcjonowanie próbek SCC i ANT w celu hodowli tkankowej, konserwacji i wprowadzenia do biorepozytorium. Kliknij tutaj, aby wyświetlić większą wersję tej ryciny.
Różnorodność pobranych próbek umożliwia zastosowanie wielu podejść eksperymentalnych (Rysunek 2). Próbki pobrane od pacjenta to wymazy z policzków (w razie potrzeby można również pobrać ślinę), krew pełna oraz wycięta tkanka. Wymazy z policzków i próbka krwi pełnej są przechowywane bez obróbki do genotypowania i dopasowania tkanek. Krew pełną rozdziela się na frakcje leukocytów (WBC) i osocza do dalszych analiz. Po opracowaniu metodą Mohsa zamrożony guz jest umieszczany bezpośrednio w ciekłym azocie, a następnie przenoszony do zamrażarki -80 °C. Świeże, żywe próbki tkanki nowotworowej oraz ANT są hodowane z zastosowaniem modyfikacji wcześniejszych technik10,11, a następnie krio konserwowane. Podczas pobierania liczba próbek każdego typu jest zapisywana w arkuszu kalkulacyjnym przed wprowadzeniem do programu śledzenia zapasów, aby ułatwić dokładne przetwarzanie (Tabela 1).

Rysunek 2: Schemat pobierania i przetwarzania próbek w klinicznym biorepozytorium. Od pacjenta pobiera się wymaz z policzka oraz próbkę krwi, które są przechowywane do późniejszego genotypowania i dopasowania tkanek. Krew pełna jest dalej przetwarzana w celu izolacji białych krwinek (WBC) i analizy CTC, a także w celu pobrania osocza i analizy biopsji płynnej. Tkanka wycięta podczas procedury Mohsa jest przetwarzana histologicznie do celów diagnostycznych, po czym preparaty histologiczne mogą być wykorzystane eksperymentalnie do dalszych analiz immunohistochemicznych. Jeśli wycięta próbka tkanki jest wystarczająco duża, część świeżej tkanki jest pobierana i sekcjonowana w celu izolacji białek i RNA oraz do ustanowienia linii komórkowych. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.
| Data pobrania: | | | | | |
| Pacjent 1 | Pacjent 2 | Pacjent 3 | Pacjent 4 | Pacjent 5 |
| Inicjały i data urodzenia | | | | | |
| Kolor oczu | | | | | |
| Rodzaj próbki | | | | | |
| Miejsce pobrania próbki | | | | | |
| Ślina | | | | | |
| Krew pełna | | | | | |
| Osocze | | | | | |
| Żywa tkanka guza | | | | | |
| Żywa tkanka prawidłowa | | | | | |
| Guz (metoda Mohsa), ciekły azot | | | | | |
| Tkanka prawidłowa, ciekły azot | | | | | |
| Preparaty histologiczne | | | | | |
Tabela 1: Lista kontrolna do rejestracji pobrania próbek. Dane śledzone i zapisywane przy każdej pobranej próbce obejmują inicjały pacjenta, datę urodzenia i kolor oczu (do typowania skóry), a także miejsce pobrania materiału. Liczba próbek śliny, objętości pobranej krwi oraz liczba pobranych żywych i utrwalonych próbek tkanek są również zapisywane jako referencje do późniejszego przydziału. Kliknij tutaj, aby pobrać ten plik.
Aby zwalidować procedury pobierania próbek, każdy rodzaj próbki został przetestowany w dalszych zastosowaniach. Wykorzystując modyfikacje poprzednich technik12, guz oraz ANT zostały z powodzeniem wykorzystane do izolacji białek i RNA, a potencjalnie mogą być użyte do izolacji DNA. Żywiołowe eksplantaty przygotowane z przekrojów tkankowych zostały ocenione za pomocą mikroskopii, natomiast przechowywane preparaty histologiczne wykorzystano do immunohistochemii i immunofluorescencji.
Postępując zgodnie z opisanym tutaj protokołem, możliwe jest rozszerzenie tego modelu na inne kliniki dermatologiczne, inne typy nowotworów (takie jak czerniak) oraz inne specjalizacje i praktyki chirurgiczne w celu pozyskiwania próbek tkanek ludzkich do wieloaspektowych badań nad nowotworami u ludzi. W przypadku innych praktyk prawdopodobnie konieczne będą niewielkie modyfikacje tego protokołu, lecz w zasadzie jest on możliwy do zastosowania w każdej praktyce chirurgicznej, w której rutynowo utylizuje się próbki pobrane od pacjentów w toku leczenia.