$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Wysepki trzustkowe Langerhansa, jedyne źródło krążącej insuliny, są kluczową tkanką dla badaczy zajmujących się cukrzycą. Z dowolnego organizmu, wysepki mają różną wielkość, częstotliwość typów komórek i architekturę1,2,3. Konwencjonalną strategią badania in vivo struktury i składu komórek endokrynnych wysp trzustkowych jest cięcie tkanki trzustki4,5. Ponieważ wyspy trzustkowe stanowią tylko niewielką część całkowitej zawartości komórkowej trzustki, badania molekularne przeprowadza się na izolowanych wyspach. Eksperymenty z hodowlą wysp trzustkowych ex vivo badające reakcję na składniki odżywcze, modulację genów (transfekcję, transdukcję) lub eksperymentalne zabiegi dostarczają ważnych informacji na temat mechanizmów modulujących przeżycie, proliferację i funkcję komórek endokrynnych5,6.
Eksperymenty ex vivo z wyspami trzustkowymi często są analizowane za pomocą badań molekularnych całych wysp trzustkowych lub badań histologicznych lub molekularnych rozproszonych komórek wysp trzustkowych hodowanych w monowarstwie5,6. Analiza molekularna całych wysp trzustkowych wprowadza poważne zastrzeżenie dotyczące mieszania typów komórek, które mogą dawać wyniki fałszywie ujemne lub fałszywie dodatnie po ekstrapolacji na dowolny pojedynczy typ komórek. Dyspersja komórek na szkiełkach nakrywkowych do mikroskopii po hodowli umożliwia pomiar wyników specyficznych dla typu komórki, ale zaburza architekturę wysp trzustkowych, co może zmienić odpowiedź na interwencję i uniemożliwia identyfikację wyników związanych z architekturą. Ponadto na ogół można zmierzyć tylko jeden wynik; Na przykład, aby zmierzyć proliferację komórek beta i śmierć komórek beta w tych samych warunkach, należy przeprowadzić dwa oddzielne eksperymenty. Podejścia te są również ślepe na zmienność między wysepkami, która jest obszarem rosnącego zainteresowania w tej dziedzinie. Sortowanie komórek wysp trzustkowych za pomocą cytometrii przepływowej w badaniach molekularnych specyficznych dla typu komórki lub badań RNA pojedynczej komórki jest eleganckie, ale kosztowne, czasochłonne, ograniczone przez obfitość tkanek, eliminujące architekturę i niezbyt dobrze nadające się do rutynowych analiz hodowli komórkowych5,7. Obrazowanie konfokalne całych wysepek wysepkowych barwionych immunologicznie dostarcza wysokiej jakości danych o nienaruszonej architekturze, ale jest pracochłonne, a dane uzyskane z każdej próbki są ograniczone do wyników możliwych do zidentyfikowania w jednym immunostainingu8.
Możliwość generowania wysokiej jakości sekcji parafiny na całych wysepkach postkulturowych rozwiązałaby wiele z tych problemów. Cenne są kosztowne tkanki wysp trzustkowych o niskiej liczebności pochodzące z unikalnych modeli genetycznych lub od dawców narządów ludzkich, a także status wysp trzustkowych po eksperymentalnych manipulacjach in vivo lub in vitro. Uzyskanie wielu skrawków parafiny z tych samych wysepek pozwoliłoby na przeprowadzenie wielu analiz specyficznych dla typu komórki i nienaruszonej architektury w tym samym eksperymencie.
Istniejące techniki generowania granulek wysepek do podziału są niedoskonałe. Zoptymalizowana histologicznie agaroza to wodny żel o niskiej temperaturze topnienia, który jest szeroko stosowany w przetwarzaniu próbek histologicznych i cytologicznych, w tym małych lub rozdrobnionych próbek tkanek, które są trudne do przetworzenia9. Jednym ze sposobów osadzania wysepek jest zawieszenie wysepek w agarozie w probówce mikrowirówkowej, odwirowanie w celu osadzenia materiału, pobranie korka agarowego, a następnie przetworzenie i osadzenie w celu podziału10,11. Ekstrakcja zestalonej próbki z dna probówki jest czasochłonna i trudna, co prowadzi do sporadycznego rozdrobnienia próbki i ryzyka obrażeń ciała. Wysepki są skoncentrowane w końcówce korka, co prowadzi do nieodpowiedniego rozmieszczenia wysepek w odcinkach uzyskanych tą metodą. Okrągłe dno wtyczki komplikuje osadzanie w taki sposób, że do przekrojenia może zostać przedstawiony obszar ubogi w wysepki. Ogólnie rzecz biorąc, metoda ta prowadzi do niskiego plonu i rozmieszczenia zbitych wysepek w powstałych sekcjach.
Ta nowa metoda jest uproszczonym i ulepszonym podejściem do przygotowania odcinków wysepek. Wysepki są skoncentrowane w małej objętości, a następnie umieszczane na gładkiej powierzchni szkiełka mikroskopowego, tworząc mały dysk, z wysepkami w jednej płaszczyźnie. Krążek Histogel-wyspa trzustkowa jest następnie przetwarzany w celu zatopienia parafiny w skróconym protokole odwadniania i infiltracji ksylenu. Poprzednie podejście, które koncentruje wysepki na dnie rurki do mikrofuge, jest również przeprowadzane jako porównanie. Ta nowa technika poprawia wydajność wysepek na sekcję, rozmieszczenie wysepek w każdej sekcji i zajmuje mniej czasu na przeniesienie bloków wysepek do kaset. Technika ta jest przydatna dla biologów wysp trzustkowych lub innych naukowców badających małe fragmenty tkanki, którzy chcą zmaksymalizować produktywne wykorzystanie tkanki o niskiej liczebności poprzez pomiar wielu wyników na jednej próbce w jej natywnej architekturze tkankowej.