$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Przedstawiamy tutaj rozważania dotyczące adaptacji protokołu IBEX do podstawowych placówek patologicznych z zastosowaniem zautomatyzowanego sprzętu barwiącego oraz optymalizacją odczynników opartych na TSA w protokole IBEX. Pokazujemy, jak najlepiej optymalizować powtarzające się rundy pobierania antygenów i prawidłowe ładowanie w drugiej rundzie lub wyższej na zautomatyzowanym sprzęcie. Ponadto demonstrujemy dodatkową metodę wyrównania z wykorzystaniem oprogramowania Halo, która może być dostępna w kluczowych obiektach. Te podejścia okazały się przydatne w określaniu różnic w środowisku płucnym w tkankach naczelnych nieludzkich po zakażeniach SARS-CoV-25.
Kluczowym elementem tych prac jest podkreślenie potrzeby szeroko zakrojonej optymalizacji projektu panelu IBEX przed barwieniem tkanek eksperymentalnych. W szczególności, przy użyciu odczynników opartych na TSA, należy uwzględnić pewne kwestie, których nie występuje w podstawowych metodach IBEX. Pierwszy to wpływ wielu cykli pobierania antygenów na wrażliwość przeciwciał. W przypadku odczynników opartych na TSA każdy nowy rozwój przeciwciał poprzedza denaturacja przeciwciał. Niektóre pary przeciwciał/antygen są podatne na dodatkowe cykle pobierania antygenów i zmniejszają czułość testu, podczas gdy inne osiągną zwiększoną czułość przy powtarzającej się denaturacji/pobieraniu antygenów. Dokładne badanie każdego przeciwciała w tkance docelowej przed zaprojektowaniem paneli jest ważne, aby zapewnić najlepsze praktyki barwienia i ustalić kolejność zarówno przeciwciał, jak i barwników fluorescencjących. , w tym zarówno na bazie cytrynianu (pH 6,0), jak i Tris-EDTA (pH 9,0), są testowane pod kątem wszystkich przeciwciał, aby określić optymalne warunki pobierania antygenów. Polega to na systematycznej ocenie każdego buforu, aby zidentyfikować, który z nich maksymalizuje ekspozycję na antygeny dla danego przeciwciała. Dodatkowo temperatura (np. 20-37 °C), czas inkubacji (zazwyczaj 30-60 min) oraz warunki blokujące są optymalizowane, aby zmniejszyć niespecyficzne barwienia tła i zapewnić specyficzne wiązanie przeciwciał pierwotnych i wtórnych, jeśli jest to konieczne. Blokowanie przed pojawieniem się przeciwciał pierwotnych i wtórnych może obejmować użycie komercyjnie dostępnych odczynników blokujących do uwzględnienia specyficznej tkankowej autofluorescencji lub interakcji niespecyficznych. Inne ważne kwestie, które należy zoptymalizować przed finalizacją paneli IBEX, to efekt parasola, gdzie osłona epitopów może wystąpić, jeśli kolejność nie jest dostosowana do konkretnego pytania badawczego6. Aby uniknąć przecieku fluorescencyjnego, typowe jest umieszczanie celów antygenowych o wyższej ekspresji w daleko czerwonych kanałach, które mają najmniejsze przepuszczenie i słabsze markery w zakresie 480-520 nm, co daje najlepszy stosunek sygnału do szumu, ponieważ te fluorescencyjne barwniki sąnajjaśniejszymi 7. Jednak należy zwracać uwagę na próbki tkanek o silnej autofluorescencji, które mogą być najjaśniejsze w tym zakresie; Zalecamy rozwiązanie tego problemu poprzez obrazowanie tkanek bez barwników, aby złagodzić potencjalne poziomy autofluorescencji. Razem te kroki optymalizacji, realizowane zgodnie z normalną optymalizacją i kontrolą typowo wykonywaną w IBEX, mogą pomóc w właściwym projektowaniu paneli IBEX z odczynnikami TSA.
W tej metodzie zademonstrowaliśmy zastosowanie dwóch popularnych autostainerów. Jednak te metody można zastosować także do innych metod autostainera. Kluczową częścią jest optymalne usunięcie pokrywek i mokrego ładunku dla dodatkowych naboju do bejcowania. Dodatkowo nie określamy żadnego konkretnego zestawu mikroskopu. Chociaż zestawy mogą zalecać stosowanie niektórych systemów obrazowania do optymalnego skanowania szkiełkowego, każdy zestaw mikroskopu, szczególnie mikroskop epifluorescencyjny z kompatybilnymi kostkami filtrującymi i szerokospektralnym źródłem światła LED, powinien się sprawdzić. Niektóre barwniki wymagają detektorów wielospektralnych lub specjalistycznych kostek filtracyjnych, które mogą nie być dostępne we wszystkich laboratoriach i mogą stanowić wyzwania przy użyciu ze standardowymi kostkami filtracyjnymi ze względu na ich spektralne nakładanie się. Barwniki te lepiej rozdzielać za pomocą systemów obrazowania wielospektralnego lub bardzo specyficznych filtrów. Niektóre fluorofory wykraczają poza zakres konwencjonalnych filtrów dalekoczerwonej (zazwyczaj ~700 nm) i wymagają specjalistycznej kostki filtracyjnej lub detektora zdolnego do rejestrowania sygnałów bliskiej podczerwieni. Specjalistyczne mikroskopy są wyposażone w te filtry, ale dostępne są także alternatywy. Będą one wymagały dodatkowej optymalizacji, aby określić, jak barwniki działają w danej konfiguracji mikroskopu.
Wielospektralne rozmieszanie jest wysoce zalecane dla wielofluorescencyjnych IHC, szczególnie przy pracy z tkankami podatnymi na autofluorescencję, ponieważ skutecznie oddziela prawdziwy sygnał od szumu tła. Autofluorescencja, która często pokrywa się ze spektrami emisji powszechnie stosowanych fluoroforów (szczególnie w kanałach o wyższych długościach fal), może zaciemniać lub zakłócać konkretne sygnały, obniżając dokładność. Rozmieszanie widm matematycznie rozplątuje nakładające się widma emisyjne, izolując rzeczywiste sygnały fluorescencyjne i jednocześnie "oczyszczając" niechcianą autofluorescencję. Rozłączanie spektralne jest szczególnie cenne w procesach IBEX, gdzie osiągnięcie jak najczystszych sygnałów jest kluczowe ze względu na iteracyjny charakter procesu barwienia i obrazowania. W IBEX sygnały z wielu rund barwienia są obrazowane, wybielane i układane jeden na drugim, tworząc obraz złożony. Każda autofluorescencja lub przeciek, które pozostają nierozwiązane w jednej rundzie, mogą propagować się przez ułożone obrazy, co komplikuje dalszą analizę i zmniejsza pewność lokalizacji markerów. Spektralne rozmieszanie skutecznie izoluje prawdziwe sygnały fluorescencji od autofluorescencji tła, zapewniając czystszą i dokładniejszą detekcję sygnału w każdej rundzie indywidualnie. Ta klarowność sygnału jest niezbędna do generowania wiarygodnych obrazów kompozytowych, gdzie wiele markerów jest analizowanych razem w różnych rundach, umożliwiając pewne fenotypowanie i analizę przestrzenną. Platforma obrazowania używana w tym protokole posiada wbudowane możliwości rozłączania, ale potrzebne są dodatkowe opcje rozmieszania dla kompatybilności z innymi fluorescencyjnymi platformami obrazowania całych slajdów.
Dodatkowo ograniczeniem tej pracy jest własnościowy charakter autostainerów, ponieważ ich odczynniki i do mycia są zoptymalizowane pod kątem tych systemów, jednak dokładne formuły pozostają nieujawnione. Ponadto skupiliśmy się wyłącznie na jednym komercyjnie dostępnym oprogramowaniu do analizy obrazów całych slajdów i uznajemy, że koszt licencji może stanowić barierę finansową dla niektórych laboratoriów. Dodatkowe oprogramowanie analityczne 8,9 oraz opcje w R wydają się obiecujące; w szczególności Bodenmiller Group10, która stworzyła zestaw pakietów optymalny dla rdzeni, ponieważ IMCDataAnalysis11 jest przeznaczony do odtwarzalnego przepływu pracy przy multipleksowanej analizie obrazu w R. Jednak w przyszłości potrzebne są działania na rzecz opracowania i scharakteryzowania dostępnych i opłacalnych alternatyw dla analizy IBEX na całych slajdach, aby zapewnić szersze wdrożenie w środowiskach o ograniczonych zasobach. Ponadto to podejście z użyciem autostainerów do IBEX można dostosować do bardziej tradycyjnego barwienia w IBEX, w tym z fluorescencyjnymi sprzężonymi przeciwciałami pierwotnymi lub ze standardowymi przeciwciałami wtórnymi bez barwników na bazie TSA, jeśli tkanka jest wystarczająco wysokiej jakości i ma optymalny czas utrwalenia, by umożliwić dobry sygnał.
Ogólnie mamy nadzieję, że te prace pomogą w zastosowaniu wielofluorescencyjnych IHC opartych na TSA, wykorzystujących rutynowo wykorzystywany sprzęt do patologii, aby szerzej dostosować IBEX do tych środowisk. Tego typu zastosowania naprawdę podkreślają wszechstronność protokołu IBEX i świadczą o jego przydatności nawet w trudnych próbkach tkanek lub w podejściach dużych partii.