Wykorzystanie systemów robotycznych do przetwarzania i osadzania próbek myszy okrężnicy do analiz histologicznych
January 7th, 2019
Brak standaryzacji przetwarzania tkanek mysich obniża jakość analizy histopatologicznej myszy w porównaniu do próbek ludzkich. W tym miejscu przedstawiamy protokół wykonywania badania histopatologicznego mysich tkanek okrężnicy objętych stanem zapalnym i bez stanu zapalnego, aby wykazać wykonalność systemów robotycznych rutynowo stosowanych do przetwarzania i osadzania próbek ludzkich.
Ten zautomatyzowany protokół umożliwia przygotowanie histopatologiczne tkanek mysich za pomocą systemów robotycznych rutynowo stosowanych do przetwarzania i osadzania próbek ludzkich, co znacznie zwiększa jakość próbek. Głównymi zaletami tej techniki jest to, że zmniejsza liczbę zmiennych metodologicznych i poprawia standaryzację kroków proceduralnych. Procedurę zademonstruje Francesca Boggio.
Francesca Boggio jest patologiem pracującym w moim laboratorium. Zacznij od użycia małej pęsety, aby przenieść utrwalone próbki tkanki mysiej okrężnicy z neutralnej buforowanej formaliny na płytkę roboczą do cięcia na szalce Petriego. Użyj sterylnego skalpela, aby pociąć okrężnicę na fragmenty o długości od 0,2 do 0,3 centymetra, a następnie za pomocą pęsety umieść jeden segment w każdej z trzech nieprzylegających do siebie plastikowych końcówek zorientowanej kasety z parafiną.
Ostrożnie popchnij cztery krawędzie, aby zamknąć kasetę i włóż siatkę do plastikowej ramy nośnej. Następnie oznacz ramę nośną, aby zidentyfikować próbkę i przenieś kasetę do siatki. Na godzinę przed przetwarzaniem obróć automatyczny procesor.
Gdy przyrząd wskaże, że parafina się stopiła, ręcznie włóż metalowy kosz do automatycznego procesora. Po włożeniu wszystkich kaset zamknij kosz i otwórz pokrywę retorty. Włóż kosz do dedykowanej obudowy procesora i zamknij pokrywę retorty.
Za pomocą ekranu dotykowego na komputerze przyrządu zdefiniuj protokół roboczy, wybierając sekwencję roztworów, czas i temperaturę, które mają być wdrożone zgodnie ze schematem podanym w tabeli. Kliknij w ikonę dedykowanego komputera, aby przypisać protokół do retorty zawierającej koszyk kasety, a następnie kliknij przycisk start. Gdy przyrząd potwierdzi koniec protokołu dedykowaną ikoną i sygnałem alarmowym, otwórz pokrywę retorty i wyjmij kosz z procesora.
Na godzinę przed zatopieniem tkanki włącz automatyczną zatapiaczkę i poczekaj, aż parafina całkowicie się rozpuści, zgodnie ze wskazaniami termometru do kąpieli parafinowej na urządzeniu. Ręcznie przenieś do 32 przetworzonych kaset z kosza procesora do stojaka do zatapiania i otwórz główną pokrywę zatapiacza. Użyj ekranu dotykowego, aby zasygnalizować systemowi robota, że stojak jest wkładany i otwórz pokrywę obudowy wlotu.
Włóż do czterech stojaków do obudowy wlotu i zamknij pokrywę obudowy wlotu. Następnie użyj ekranu dotykowego, aby rozpocząć procedurę osadzania, jak wskazano w tabeli. Gdy przyrząd potwierdzi koniec protokołu za pomocą dedykowanej ikony, wyjmij stojak wylotowy i zamknij główną pokrywę osadzacza.
Następnie przenieś osadzone bloki z regału do pudełka do przechowywania. Skracanie jelita grubego i ekspresja genów prozapalnych w okrężnicy są szeroko stosowanymi parametrami do oceny obecności siarczanu sodu dekstranu lub stanu zapalnego wywołanego przez DSS. Naciekanie komórek zapalnych do blaszki właściwej jelita jest również znacznie wzmocnione przez leczenie DSS.
Barwienie H&E nieleczonych próbek przetworzonych przez automatyzację, jak wykazano, ujawnia mniej naciekających komórek zapalnych, zmian nabłonkowych i zmian w architekturze błony śluzowej w porównaniu z próbkami od zwierząt leczonych DSS. Jakość przygotowania i zatapiania tkanek mysich wykonywanych przez zautomatyzowane instrumenty może być dodatkowo potwierdzona przez barwienie immunohistochemiczne dla CD20 i barwienie trichromowe Mallory'ego. Warto zauważyć, że zautomatyzowane przetwarzanie próbek konsekwentnie pozwala na ocenę większej części parametrów histologicznych niż w przypadku próbek przetwarzanych metodą ręczną.
Należy pamiętać, aby prawidłowo włożyć tkankę do siatki, aby poczekać, aż automatyczny procesor będzie gotowy i poczekać, aż parafina całkowicie się rozpuści. Metoda ta może być stosowana do przeprowadzania analizy histologicznej dowolnej tkanki mysjej, z jakością ludzkich próbek histologicznych, które zostaną wykorzystane w mysich modelach patologów człowieka. Technika ta okazała się już sukcesem w badaniu zapalenia tkanek zapalnych i będzie przydatna do badania modeli mysiego raka jelita grubego.
Ponieważ niektóre odczynniki używane w tym protokole są niebezpieczne, należy pamiętać, aby podczas wykonywania tej procedury zawsze nosić rękawice ochronne, okulary ochronne i fartuch laboratoryjny.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
Przegląd
Ten artykuł przedstawia zautomatyzowany protokół przygotowania histopatologicznego tkanek mysich z wykorzystaniem systemów robotycznych zwykle stosowanych do próbek ludzkich. Metoda poprawia jakość próbek i standaryzuje kroki proceduralne, rozwiązując problem braku standaryzacji w przetwarzaniu tkanek mysich.
Kluczowe elementy badania
Obszar nauki
- Histopatologia
- Automatyzacja robotyczna
- Analiza tkanek mysich
Tło
- Przetwarzanie tkanek mysich często brakuje standaryzacji.
- Jakość analizy histopatologicznej może być zagrożona.
- Systemy robotyczne są rutynowo używane do przetwarzania próbek ludzkich.
- Poprawa metod dla tkanek mysich może poprawić wyniki badań.
Cel badania
- Aby zademonstrować standaryzowany protokół przetwarzania tkanek mysich.
- Aby poprawić jakość analizy histopatologicznej próbek mysich.
- Aby wykorzystać systemy robotyczne dla poprawionej wydajności i spójności.
Stosowane metody
- Przenoszenie ustalonych próbek tkanki jelita grubego myszy za pomocą szczypiec.
- Cięcie jelita na fragmenty od 0,2 do 0,3 cm sterylnym skalpem.
- Umieszczanie segmentów tkanki w nie sąsiednich końcówkach kasetki do otoczenia parafiną.
- Wykorzystanie systemów robotycznych do przetwarzania i otoczenia.
Główne wyniki
- Zautomatyzowany protokół znacząco poprawia jakość próbek.
- Zmniejsza zmienne metodologiczne w przetwarzaniu tkanek.
- Poprawia standaryzację kroków proceduralnych.
- Wykazano wykonalność dla rutynowego użytku w laboratoriach.
Wnioski
- Systemy robotyczne mogą efektywnie przetwarzać tkanki mysie.
- Standardyzacja jest kluczowa dla wiarygodnej analizy histopatologicznej.
- Ten protokół może być przyjęty dla poprawionych praktyk badawczych.
Często zadawane pytania
Executive Industry Relevance
Standardized tissue processing is critical for reliable preclinical evaluation in inflammatory bowel disease and colorectal cancer models. Automated robotic systems reduce methodological variability, enhancing reproducibility and predictive confidence in histopathological endpoints. This approach supports translational continuity by aligning murine sample quality with human histology standards.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables rigorous interrogation of therapeutic hypotheses in murine colitis models through consistent tissue preparation.
- Operational Value: Reduces observer bias and technical noise in phenotypic scoring of inflammation and epithelial damage.
Screening & Assay Development
- Scientific Value: Provides standardized tissue sections for quantitative immunohistochemical analysis of biomarkers like CD20.
- Operational Value: Ensures assay readiness and reproducibility across compound screening campaigns in colitis models.
Translational & Preclinical Research
- Scientific Value: Supports disease-relevant systems by maintaining histological fidelity from discovery through preclinical validation.
- Operational Value: Enables risk-adjusted advancement decisions based on reliable histopathological readouts of colonic shortening and inflammatory infiltration.
Pipeline & Workflow Integration
The method integrates into the discovery continuum from early target validation through preclinical efficacy testing in murine inflammation models.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing by reducing methodological artifacts in tissue sectioning and staining.
- Screening: Delivers assay standardization and quantitative outputs for reliable compound evaluation in DSS-induced colitis.
- Analytics: Generates consistent histopathological measurements enabling cross-condition comparison and statistical rigor.
- Translational Research: Maintains continuity from murine models to human pathology through standardized processing aligned with clinical histology workflows.
- Enterprise Reuse: Establishes a reusable capability for processing murine intestinal tissues across multiple therapeutic programs.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Predictive confidence in target validation through reduced mechanistic ambiguity in histological scoring.
- Operational Value: Standardization, reproducibility, and scalability of tissue processing across laboratories.
- Strategic Value: Better go/no-go decisions, capital efficiency, and reduced late-stage biological risk in IBD and oncology programs.
- Portfolio Impact: Risk-adjusted prioritization and advancement decisions based on reliable histopathological endpoints.
Implementation Considerations
- Requires expertise in histopathology and robotic system operation.
- Dependence on automated processors and embedders compatible with murine cassette formats.
- Need for cross-team standardization of tissue trimming and cassette loading procedures.
- Adaptation considerations for non-colonic murine tissues beyond colonic inflammation models.
- Practical limitation: Manual steps remain for tissue trimming and cassette loading prior to automation.
