Sekwencjonowanie nowej generacji (NGS) jest coraz częściej wykorzystywane zarówno w opiece nad pacjentami, jak i w badaniach nad rakiem, pomagając w prowadzeniu terapii i ułatwiając odkrycia naukowe. Tkanka jest często ograniczona i rutynowo stosuje się małe próbki o zmiennej zawartości guza. Adekwatność i integralność guza pozostają zatem przeszkodą w uzyskaniu istotnych danych. Próbki o niższym procencie guza mogą powodować trudności w odróżnieniu prawdziwych wariantów od artefaktów sekwencjonowania i często nie kwalifikują się do NGS1. Wykazano, że wzbogacanie guza w przypadkach o niskiej zawartości guza, poniżej 20%, pomaga uzyskać wystarczającą ilość materiału w celu wygenerowania powtarzalnych danych sekwencjonowania i zapewnienia, że warianty o niskiej częstotliwości nie zostaną pominięte2,3. Limity będą się jednak różnić w zależności od wykorzystywanych platform i planowanego wykorzystania wygenerowanych danych.
Tradycyjnie, wzbogacanie obszarów guza do ekstrakcji odbywa się poprzez manualną makrodysekcję lub mikrodysekcję laserową (LCM) szkiełka z zatopioną parafiną w formalinie (FFPE). Ręczna makrodyssekcja, czyli zeskrobywanie określonych obszarów tkanek ze szkiełek, umożliwia usunięcie obszarów guza do wykorzystania w dalszych testach przy stosunkowo niskich kosztach, ale z niską dokładnością i niską precyzją2,4. Minimalna dokładność techniczna może być bardzo skuteczna w przypadkach o wyższej zawartości guza, w których obecne są duże połacie guza i / lub minimalna utrata tkanki nie wpływa znacząco na wyniki, ale przypadki o niskiej zawartości guza lub przypadki z bardziej rozproszonym guzem wymagają większej precyzji. LCM został zatem wynaleziony w latach 90. i stał się cennym sposobem precyzyjnego usuwania małych, zdefiniowanych, mikroskopijnych obszarów tkanki z szkiełek zatopionych w parafinie w formalinie (FFPE)5,6,7,8. LCM może być wykorzystany do zbierania pojedynczych populacji komórek, gdy istnieje złożona heterogeniczność próbki9, co pozwala na zbieranie wcześniej trudnych do rozdzielenia populacji komórek. Jednak LCM wymaga kosztownych maszyn, które wymagają rozległej wiedzy technicznej i czasu pracy10,11,12,13,14.
Przyrząd używany do automatycznego preparowania tkanek ma precyzję pomiędzy LCM (~10 μm) a makrodyssekcjami (~1 mm)15. Dodatkowo, wykazuje wymagania zarówno dotyczące kosztów, jak i wiedzy technicznej między makrodysekcją a LCM i jest przeznaczony do wykonywania szybkiego wzbogacania tkanek z sekwencyjnych preparatów FFPE w celu złagodzenia wad poprzednich metod15. Zautomatyzowana sekcja w ten sposób wykorzystuje adnotacje cyfrowe lub nakładki obrazów referencyjnych na stole na seryjnie cięte niebarwione szkiełka tkankowe w celu przeanalizowania i wzbogacenia obszarów zainteresowania. Przyrząd wykorzystuje plastikowe końcówki do mielenia z wirującymi ostrzami, probówki zbiorcze o pojemności 1,5 ml i może być używany z wieloma różnymi płynami do preparacji w celu zebrania obszarów zainteresowania do dalszych testów, w tym ekstrakcji nukleinowej i sekwencjonowania. Obracająca się plastikowa końcówka do mielenia wykorzystuje wewnętrzne i zewnętrzne zbiorniki cylindra strzykawki oraz tłok do zbierania buforu, a następnie miele i zbiera tissue16. Zmienna średnica końcówki frezującej (250 μm, 525 μm, 725 μm) pozwala na rozwarstwienie oddzielnych obszarów tkanek w celu porównania, obszarów wieloogniskowych, które można łączyć lub pojedynczych małych obszarów z jednego lub wielu szkiełek FFPE. Grubości sekcji używanych do zbioru można dostosować w oparciu o indywidualne potrzeby eksperymentu, a użytkownicy mogą upewnić się, że obszary zainteresowania nie zostały wyczerpane, wykonując dodatkowe H&E na jednej sekcji szeregowej bezpośrednio po ostatniej sekcji użytej do zbiorów.
Zautomatyzowana sekcja została zidentyfikowana jako sposób na wzbogacenie zawartości guza w przypadkach niskiej zawartości nowotworu, a my przetestowaliśmy i rozszerzyliśmy zamierzoną funkcjonalność automatycznego narzędzia do preparowania tkanek, które jest obecnie sprzedawane do użytku na próbkach klinicznych FFPE o grubości do 10 μm. Prace pokazują, że zautomatyzowana sekcja może być stosowana zarówno do FFPE, jak i świeżo mrożonych skrawków tkanek ludzkich lub zwierzęcych o grubości do 20 μm w celach badawczych. Protokół demonstruje również podejście do cyfrowego opisywania i automatyzacji sekcji w celu wzbogacenia guza w tkankach o niskiej zawartości guza i/lub przypadkach z zagnieżdżonym, rozproszonym guzem, w których znacząca makrodysekcja jest trudna lub niewykonalna, i wykazuje zarówno jakość, jak i wydajność kwasu nukleinowego wystarczającego dla NGS. Zautomatyzowana sekcja może zatem zapewnić precyzję na średnim poziomie i zwiększoną przepustowość w celu wzbogacenia guza, a także może być stosowana do wzbogacania innych obszarów zainteresowania lub w połączeniu z innymi platformami w celu udzielenia odpowiedzi na pytania badawcze lub kliniczne.