Badanie histologiczne gałki ocznej myszy i szczura jest potężnym narzędziem w dziedzinie okulistyki eksperymentalnej. Może dostarczyć nowych informacji związanych ze zmianami w strukturach oka w przebiegu chorób okulistycznych, które w przeciwnym razie nie zostałyby zaobserwowane w warunkach klinicznych. Opisane protokoły przedstawiają prostą metodę przeprowadzenia analizy histologicznej siatkówki. Subtelności procedury potrzebnej do przetworzenia tkanek przednich, takich jak rogówka, nie są tutaj opisane.
W prezentowanym badaniu enukleację przeprowadzono po eutanazji zwierząt, ponieważ oprócz gałek ocznych do celów badawczych pobrano inne tkanki (krew, nerki). Jednak enukleację można również przeprowadzić na żywych zwierzętach w znieczuleniu. Wilding i wsp. opisali procedurę14 i chcielibyśmy odesłać czytelników do tej pracy, aby zobaczyli zdjęcia procedury enukleacji.
Chociaż protokoły przygotowania szkiełek ocznych myszy i szczurów są podobne, główną różnicą między gałkami ocznymi myszy i szczura, którą należy wziąć pod uwagę podczas przygotowywania szkiełek, jest ich rozmiar. Gałki oczne szczurów mają 8x - 10x większą objętość w porównaniu do myszy, podczas gdy średnia długość osiowa gałki ocznej myszy wynosi około 3,2 mm, a długość osiowa gałki ocznej szczura zwykle oscyluje wokół 6,91 mm15,16. Ułatwia to konieczność przecięcia gałek ocznych szczurów na pół, aby lepiej wniknąć odczynnik do tkanki podczas przetwarzania. Ponadto czas potrzebny do wniknięcia odczynnika do tkanki szczura jest dłuższy niż w przypadku gałek ocznych myszy. Podczas przecinania gałek ocznych szczura na pół ważne jest, aby użyć ostrego ostrza, ponieważ twarda, zamarznięta soczewka może okazać się przeszkodą.
Kolejną kwestią, którą warto omówić, jest utrwalenie tkanek po pobraniu od zwierząt. W przedstawionym protokole gałki oczne po enukleacji unieruchomiono PFA i zanurzono w roztworach sacharozy. Sacharoza działa jako krioprotektant, ponieważ chroni komórki dużych tkanek przed uszkodzeniem przez kryształki lodu, które tworzą się podczas zamrażania17. Zamrożenie tkanki umożliwia naukowcom dłuższe przechowywanie tkanki, a także wykorzystanie jej do różnych badań w przyszłości, w tym analizy histopatologicznej za pomocą mikrotomu (jak poniżej), analizy histopatologicznej za pomocą kriotomu oraz znakowania immunologicznego do oceny za pomocą mikroskopii konfokalnej. Na przykład, podczas przecinania gałki ocznej szczura na pół (krok 2.4.1), jeśli cięcie zostanie wykonane sprawnie i szybko (w ciągu 5 - 10 s), a oko nie ma czasu na rozmrożenie, wówczas jedna połowa gałki ocznej może być wykorzystana do histopatologii, a druga może zostać włożona z powrotem do zamrażarki w celu przyszłego znakowania immunologicznego. Nie zalecamy wykonywania znakowania immunologicznego na tkankach uprzednio naciekanych parafiną ze względu na możliwe zmiany w konformacji epitopów białkowych po utrwaleniu parafiny. Jeśli jednak grupa badaczy planuje jedynie wykonanie analizy histopatologicznej za pomocą mikrotomu, można zastosować prostszą, standardową metodę utrwalania tkanek do zatapiania parafiny - na przykład zamiast wykonywania kroków 1.2.1 - 1.4.1 dla myszy lub kroków 2.2.1 - 2.4.2 dla szczurów, umieść tkanki w 10% roztworze PFA na 24 godziny, a następnie przechowywać je w PBS w temperaturze 4 °C do czasu przetworzenia. Sacharoza nie będzie wtedy potrzebna jako krioprotektant, ponieważ tkanki nie zostaną zamrożone. Stosując tę proponowaną metodę, uniknie się procesu zamrażania, co może okazać się korzystne i prowadzić do uzyskania preparatów o wyższej jakości. Zamrożenie gałek ocznych, choć daje badaczom większą swobodę w wyborze czasu wykonania badania histopatologicznego, jest krokiem, który może potencjalnie obniżyć jakość próbki i doprowadzić do odwarstwienia siatkówki. Należy jednak pamiętać, że w przypadku przechowywania tkanek w temperaturze 4 °C ich stabilność biologiczna będzie krótsza, a tkanki powinny zostać poddane analizie w ciągu 4 tygodni. Również podczas pracy z gałkami ocznymi szczura krok 2.4.1 (przecięcie gałek ocznych na pół) będzie znacznie trudniejszy do wykonania na niezamrożonej gałce ocznej.
Prezentowana metodologia została opracowana w oparciu o metodologię opisaną przez Chai i wsp.18, Igarashi i wsp.19, Zhang i wsp.20 oraz Dorfman i wsp.21, na podstawie osobistych doświadczeń oraz metody prób i błędów. Sposób pomiaru grubości siatkówki oraz poszczególnych warstw opisano w oparciu o metodykę przedstawioną przez Chai i wsp.16 oraz Barbera i wsp.18,22. Metoda liczenia RGC siatkówki została opracowana na podstawie przeglądu prac Chai i wsp.16, Zhang i wsp.18, Steinle i wsp.19 oraz Dorfman i wsp.18,20,21,23. Ogólnie rzecz biorąc, przygotowanie preparatów histopatologicznych gałek ocznych różni się od standardowego preparatu tkankowego zatopionego w parafinie utrwalonego w formalinie, ponieważ gałka oczna jest kulista, a zatem trudniejsza do przenoszenia, cięcia i cięcia. Twardówka stanowi również barierę dla infiltracji odczynników do tkanki. Przygotowując preparaty histologiczne gałek ocznych, należy pracować delikatniej i precyzyjniej, uważając, aby nie uszkodzić delikatnych struktur wewnętrznej części gałki ocznej. Modyfikacje tego protokołu mogą obejmować zastosowanie techniki zatapiania metakrylanu zamiast zatapiania parafiny, co podobno może zapewnić lepsze wyniki morfologiczne. Jednak bardzo niewielu badaczy zastosowało tę metodę do oceny siatkówki24,25.
Protokół ten nie jest wolny od uprzedzeń. Największym problemem, z którym zmagał się nasz zespół, było rozdarcie i odwarstwienie siatkówki. Szczególnie podatna na rozdarcie była siatkówka gałek ocznych szczurów, ponieważ przed przygotowaniem preparatu trzeba było je przeciąć na pół, a zatem siatkówka była bardziej podatna na uszkodzenia. Ze względu na odwarstwienie siatkówki protokół ten nie może być stosowany do oceny naczyniówki, nabłonka barwnikowego siatkówki lub warstwy segmentu fotoreceptora. Jednak nasz zespół uważa, że protokół ten może być wykorzystany do oceny wewnętrznej siatkówki (od ILM do ELM). Aby zminimalizować ilość rozdarcia i odwarstwienia siatkówki, każdy krok protokołu powinien być wykonywany ostrożnie, powoli i precyzyjnymi ruchami.
Analiza histopatologiczna siatkówki nie jest częścią standardowej diagnostyki człowieka, ale jest szeroko stosowaną metodą w badaniach przedklinicznych. Wyniki oceny histopatologicznej siatkówki w badaniach przedklinicznych mogą być powiązane i omówione z wynikami optycznej koherentnej tomografii (OCT)26, która jest badaniem pokazującym przekrój przez siatkówkę podczas badania in vivo , które można wykonać w warunkach klinicznych, wśród ludzi w badaniach klinicznych. KTZ jest jednak mniej szczegółowym badaniem. Dlatego informacje, które możemy czerpać z badań histologicznych prowadzonych w ramach badań przedklinicznych, są niezastąpione i niezbędne do rozwoju wiedzy medycznej.