Wewnątrzgrasicze różnicowanie limfocytów T i selekcja subpopulacji komórek T stanowią kluczowe procesy dla rozwoju i utrzymania odporności komórkowej u kręgowców1. Proces ten obejmuje złożoną sekwencję ściśle zorganizowanych zdarzeń, w tym rekrutację komórek progenitorowych z krwiobiegu, proliferację i migrację komórek, różnicową ekspresję białek błonowych i masową zaprogramowaną śmierć komórki w celu selekcji podzbiorów. Rezultatem jest uwolnienie dojrzałych limfocytów T reagujących na szerokie spektrum obcych antygenów, wykazując jednocześnie zminimalizowane odpowiedzi na własne peptydy, które ostatecznie kolonizują obwodowe narządy limfatyczne osobnika2,3. Nieprawidłowa selekcja tymocytów z repertuaru αβTCR prowadzi do chorób autoimmunologicznych lub zaburzeń równowagi immunologicznej4, które wynikają głównie z defektów podczas procesów odpowiednio negatywnej lub dodatniej selekcji prekursorów.
Kierunkowa migracja tymocytów przez grasicę jest nieodłącznym elementem wszystkich etapów dojrzewania limfocytów T i jest przewidziana jako seria jednoczesnych lub sekwencyjnych wielu bodźców, w tym chemokin, adhezji i deadhezji interakcji białkowych z macierzą zewnątrzkomórkową (ECM)3,5. Badania nad utrwalonymi tkankami dostarczyły krytycznych informacji dotyczących wzorców ekspresji sygnałów migracyjnych tymocytów w zdefiniowanych mikrośrodowiskach grasicy5,6, podczas gdy badania ex vivo ujawniły dwa powszechne zachowania migracyjne tymocytów w dwóch histologicznie odrębnych obszarach narządu: powolne ruchy stochastyczne w korze i szybka, ograniczona ruchliwość w rdzeniu7,8,9,10,11,12,13. Zwiększone wskaźniki migracji korelują z pozytywną selekcją grasicy13, a selekcja negatywna jest związana z zachowaniem pełzania, co potwierdza hipotezę, że kinetyka podróży przez grasicę determinuje prawidłowe dojrzewanie tymocytów. Pomimo ich znaczenia, topologia interakcji tymocyt-zręb komórek i dynamika ruchliwości tymocytów w mikrośrodowiskach narządowych podczas dojrzewania limfocytów T pozostają słabo zdefiniowane.
Większość badań ex vivo przeprowadzonych do tej pory obejmuje hodowle narządów grasicy płodu lub reagregacji14,15, wycinki tkanek lub nienaruszone eksplantaty płata grasicy, gdzie ruchy tymocytów są wizualizowane za pomocą dwufotonowej laserowej mikroskopii skaningowej (TPLSM)8, technika obrazowania przyżyciowego z ograniczoną maksymalną odległością roboczą i głębokością obrazowania 1 mm zgodnie z badaną tkanką16. W przeciwieństwie do pracochłonnych kultur narządów grasicy, które polegają na wydłużonym czasie inkubacji do tworzenia struktur 3D, zarówno technika plastrów grasicy, jak i podejście oparte na nienaruszonym płacie grasicy pozwalają na kontrolowane wprowadzanie określonych podzbiorów wstępnie znakowanych tymocytów do środowiska natywnej architektury tkankowej. Ponieważ jednak w tych modelach nie ma przepływu krwi, są one wyraźnie ograniczone do badania procesu rekrutacji komórek progenitorowych osadzania grasicy (TSP) do miąższu grasicy lub dynamiki wychodzenia grasicy dojrzałych limfocytów T.
Modele in vivo do badania fizjologii dojrzewania limfocytów T grasicy u myszy obejmują przeszczepy fragmentów lub całych płatów narządowych umieszczone wewnątrz torebki nerkowej17 lub śródskórnie18. Chociaż opcje te wykazały swoją przydatność w badaniu ogólnoustrojowego funkcjonalnego wszczepienia tkanki, położenie przeszczepów grasicy głęboko w zwierzęciu lub pokrytych warstwami nieprzezroczystej tkanki ogranicza ich zastosowanie do badania in vivo implantów za pomocą TPLSM.
Przednia komora oka zapewnia łatwo dostępną przestrzeń do bezpośredniego monitorowania każdej przeszczepionej tkanki dzięki przezroczystości warstw rogówki. Zaletą jest to, że podstawa komory utworzonej przez tęczówkę jest bogata w naczynia krwionośne i autonomiczne zakończenia nerwowe, co umożliwia szybką rewaskularyzację i ponowne unerwienie przeszczepów19,20. Dr Caicedo z powodzeniem wykorzystał tę anatomiczną przestrzeń do konserwacji i badania podłużnego wysp trzustkowych w przeszłości21. Tutaj pokazujemy, że strategia ta nie tylko stanowi ważne podejście do badania dynamiki tymocytów w natywnej strukturze narządu, ale także w unikalny sposób pozwala na rozszerzenie zapisów podłużnych in vivo na badanie etapów rekrutacji progenitorów i egresji dojrzałych komórek T u myszy.