1. Preparação
2. Colhendo tecidos
Fonte: Kay Stewart, RVT, RLATG, CMAR; Valerie A. Schroeder, RVT, RLATG. Universidade de Notre Dame, IN
Em 1959, os 3 R's foram introduzidos por W.M.S.…
1. Preparação
2. Colhendo tecidos
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Muitos experimentos exigem a coleta de células do tecido excisado. Nesses casos, é imperativo que o procedimento de coleta de tecido seja realizado de maneira estéril. O uso de linhagens celulares e culturas de tecidos originárias de animais de pesquisa permite que muitos experimentos sejam conduzidos in vitro, o que, por sua vez, reduz o uso de animais em pesquisa.
Neste vídeo, discutiremos o método asséptico para colheita de órgãos comumente extraídos de animais de laboratório. E isso será seguido por uma breve revisão de alguns exemplos de experimentos que empregam essa técnica estéril para atingir diferentes objetivos de pesquisa.
Vamos começar com as etapas de preparação necessárias para garantir a esterilidade do espaço, instrumentos e pessoal durante a colheita do tecido animal.
Este procedimento é realizado em uma capela de fluxo laminar. Antes do processo, o exaustor deve funcionar por pelo menos 15 minutos e a área deve ser desinfetada com álcool 70%. Em seguida, coloque algumas toalhas de papel no capô e molhe-as com etanol 70%. Depois disso, carregue o equipamento estéril e organize pela ordem em que cada instrumento será usado, geralmente da esquerda para a direita. Isso permite que o fluxo de trabalho ocorra de maneira unidirecional, evitando a contaminação acidental da carcaça do animal.
Recomenda-se a presença de um técnico não estéril para auxiliar o técnico estéril. Ambos os operadores devem usar uma máscara e um bufante. O técnico estéril deve vestir um avental estéril e dois pares de luvas cirúrgicas estéreis. Observe que o avental e as luvas devem cobrir os pulsos para evitar o derramamento de células da pele na cavidade corporal aberta, placas de Petri ou meios estéreis.
A pessoa não estéril abre a embalagem do instrumento estéril sem tocar na superfície interna, para que a pessoa estéril possa remover a ferramenta assepticamente. Por fim, o técnico não estéril sacrifica o animal, coloca a carcaça sobre as toalhas de papel e a embebe completamente com álcool 70%, para que a pessoa estéril possa iniciar a colheita.
Primeiro, revisaremos a extração de órgãos abdominais, incluindo baço, fígado, rins, ovários e testículos.
Usando um conjunto de tesouras e pinças estéreis, faça um corte horizontal na pele logo anterior ao prepúcio nos homens e no osso pélvico nas mulheres. Evite cortar a musculatura abdominal. Em seguida, coloque o polegar sob o corte e segure a borda craniana do corte. Usando a outra mão, segure firmemente os membros posteriores e a cauda, enquanto puxa a pele em direção à cabeça. A pele se desprende do corpo logo acima dos membros posteriores e pode ser virada do avesso sobre a cabeça e as patas dianteiras. Isso remove efetivamente os contaminantes do cabelo que podem interferir na colheita de órgãos estéreis. Em seguida, molhe o corpo novamente com álcool 70% e remova o par de luvas superficiais, que não são mais estéreis. Descarte também todos os instrumentos que foram usados na pele.
Para colher o baço, posicione o corpo em decúbito lateral direito. O baço deve ser visível através do músculo abdominal. Use uma tesoura para fazer um corte diretamente sobre o baço e retraia suavemente o órgão da cavidade corporal. Corte todas as ligações entre o baço e o estômago e o tecido pancreático, mas evite perfurar ou rasgar o órgão.
Para colher todos os outros órgãos abdominais, coloque o corpo em decúbito dorsal. Em seguida, levante e corte o músculo abdominal, deixando uma abertura oval diretamente sobre a cavidade abdominal. Para colher o fígado, reflita o órgão caudalmente para longe do diafragma. Agora use uma tesoura para cortar cuidadosamente quaisquer membranas entre as duas estruturas. Em seguida, faça um corte perpendicular à coluna através dos vasos sanguíneos. Em seguida, levante o fígado e reflita-o em direção ao diafragma para visualizar as inserções abaixo dele. Haverá membranas finas ligando os lobos menores do fígado ao estômago e ao intestino delgado. Segure o nódulo fibroso no centro do fígado na parte inferior e levante o órgão para encontrar todos os anexos. Agora separe o órgão dos tecidos subjacentes. Observe que o fígado é frágil e pode ser facilmente perfurado, resultando em liberação excessiva de sangue. Portanto, deve ser manuseado com cuidado.
Para colher os rins, empurre os intestinos para a esquerda para expor o rim direito ou para a direita para expor o rim esquerdo. Agora use as lâminas da pinça para segurar sob o rim e usando uma tesoura cortada sob a pinça, removendo o órgão do corpo.
Para colher os ovários, mova os intestinos cranialmente para visualizar o útero. Siga os chifres uterinos esquerdo e direito até os ovários. Estes são pequenos órgãos e, em animais mais velhos, podem estar embutidos em gordura. Deslize a pinça sob o ovário para isolá-lo do corpo e soltá-lo da gordura e da trompa de Falópio.
Nos homens, para remover os testículos, segure suavemente a almofada de gordura inguinal e puxe anteriormente. Isso puxará o testículo do escroto. Assim que se tornarem visíveis, corte as ligações ao escroto e ao ducto deferente para liberar essas estruturas do corpo.
A seguir, vamos aprender como colher órgãos torácicos, como coração e pulmões. O coração e os pulmões são mais facilmente removidos juntos. Para abrir a cavidade torácica, comece colocando o animal em decúbito dorsal. Primeiro, agarre e levante o processo xifóide. Em seguida, faça um corte no músculo abdominal caudal às costelas. Estenda o corte ao longo da curva inferior da caixa torácica em ambos os lados, expondo o diafragma.
Em seguida, perfure o diafragma fazendo um pequeno corte na caixa torácica no ponto mais lateral possível de cada lado. Em seguida, corte o diafragma das costelas. Agora levante as costelas no xifóide para visualizar os órgãos torácicos. Estenda o corte lateral até o topo do esterno em ambos os lados para abrir o peito. Em seguida, coloque a pinça perpendicular à traqueia e segure a traqueia com firmeza. Agora, usando uma tesoura, faça um corte perpendicular logo anterior à pinça. Isso deve cortar a traqueia e o esôfago. Sem afrouxar o aperto na traqueia, levante-a caudalmente e corte todas as ligações dos pulmões à superfície da coluna vertebral na caixa torácica. Continue até conseguir levantar o coração e os pulmões da cavidade torácica.
Para remover apenas o coração, levante o órgão e corte cuidadosamente o saco pericárdico. Em seguida, segure a aorta com a pinça e faça um corte distal à pinça. Em seguida, corte a veia cava anterior, as artérias pulmonares e as veias. Depois disso, você deve ser capaz de levantar o coração livre da cavidade torácica.
Agora, vamos revisar o procedimento de colheita do cérebro usando técnica asséptica. Nos casos em que o cérebro é o único órgão a ser coletado, as etapas de preparação são as mesmas.
Para iniciar a colheita, sature o corpo com álcool e retire a pele do corpo como antes - para cima e sobre o crânio. Isso permite que tudo seja estéril a partir deste ponto. Em seguida, sature o animal novamente com álcool, retire as luvas externas e descarte os instrumentos usados na pele. Agora faça um corte na nuca e estenda-o ao longo da linha média da região cervical dorsal até a ponta do nariz.
Agora, usando uma tesoura de colheita de cérebro estéril dedicada, faça um corte na coluna na base do crânio. Para abrir o crânio, coloque a ponta da tesoura no forame magno e corte ao longo da linha média. Observe que, durante este procedimento de coleta do cérebro, uma mão é considerada não estéril, pois agarra a pele do crânio refletida sob o queixo para estabilizar a cabeça, enquanto a mão estéril está sendo usada para cortar o crânio. Depois disso, use a borda plana da lâmina da tesoura para alavancar os ossos parietais para longe do cérebro. E usando a espátula, interrompa cuidadosamente as ligações nervosas no tronco cerebral e o quiasma óptico abaixo do cérebro. Por fim, deslize a pinça fechada anteriormente e quebre os acessórios nos bulbos olfatórios. E o cérebro pode então ser descartado do crânio diretamente para o meio estéril.
Agora que revisamos os fundamentos da colheita de tecido estéril, vamos discutir alguns dos muitos usos desse procedimento na pesquisa biomédica.
Pesquisadores de tronco neural usam a técnica de colheita estéril para extrair tecido do cérebro neonatal de camundongos, para cultivar essas células in vitro. Isso permite que eles estudem o papel das células-tronco neurais no desenvolvimento e na progressão do câncer.
Outra área ativa de pesquisa que envolve a coleta de tecidos é o perfil metabólico, que envolve o estudo da fisiologia do tecido analisando os diferentes metabólitos em uma amostra. Neste exemplo, os cientistas, usando técnica asséptica, coletaram biópsias hepáticas de camundongos selvagens e livres de germes e usaram espectroscopia de ressonância magnética nuclear, ou RMN, para elucidar a diferença no perfil metabólico hepático das duas populações animais.
Por fim, os imunologistas costumam realizar a coleta de tecido estéril para estudar a propagação da infecção. Neste experimento em particular, os pesquisadores realizaram injeção intratraqueal da bactéria Pseudomonas aeruginosa para induzir infecção pulmonar crônica. Em seguida, os animais foram eutanasiados e os pulmões foram extraídos por técnica asséptica para determinar a carga bacteriana aos 3, 7, 14 e 28 dias pós-infecção.
Você acabou de assistir ao vídeo da JoVE sobre a coleta de tecidos de animais de laboratório usando técnica asséptica. Agora você deve ter uma noção melhor das etapas necessárias para garantir que a esterilidade seja mantida durante toda a colheita. E você deve ser capaz de extrair os órgãos abdominais e torácicos e cérebros desses animais sem causar nenhum dano ao tecido. Como sempre, obrigado por assistir!
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Q1: Why is sterile tissue harvest important in laboratory animal research?
Sterile tissue harvest prevents contamination of cells and organs collected from research animals, which is essential for cell and tissue cultures, protein and RNA analysis, and metabolic profiling. Using harvested tissues for in vitro experiments reduces overall animal usage in research, supporting the replacement principle of the 3 R's framework for humane research practices.
Q2: What equipment and preparation are needed before starting a sterile tissue harvest?
The procedure requires a laminar flow hood running for at least 15 minutes before use. Disinfect the hood with 70% alcohol and place wet paper towels inside. Arrange sterile instruments in order of use from left to right to maintain unidirectional workflow. The sterile technician must wear a sterile gown and two pairs of sterile surgical gloves covering the wrists to prevent skin cell contamination.
Q3: How are abdominal organs like the liver and spleen removed during sterile harvest?
For the spleen, position the animal in right lateral recumbency and cut directly over the organ, gently retracting it while avoiding punctures. For the liver, place the animal in dorsal recumbency, reflect it away from the diaphragm, and carefully sever membranes and blood vessels. The liver is fragile and easily punctured, so handle it carefully to prevent excessive blood release that could compromise tissue quality.
Q4: What is the proper technique for harvesting the heart and lungs together?
Place the animal in dorsal recumbency and open the thoracic cavity by cutting through the abdominal muscle and diaphragm. Puncture the diaphragm at the lateral rib cage and extend cuts to the sternum. Grasp the trachea with forceps and sever it with scissors, then lift and remove lung attachments from the spinal surface until the heart and lungs can be lifted free from the chest cavity.
Q5: How is the brain harvested using aseptic technique?
Strip the skin from the body and over the skull, then saturate with alcohol and remove outer gloves. Make a cut along the midline from the cervical area to the nose. Using dedicated sterile scissors, cut through the spine at the skull base and along the midline through the foramen magnum. Lever the parietal bones away, disrupt nerve attachments with a spatula, and break olfactory bulb attachments with forceps before dropping the brain into sterile media.
Q6: What research applications use sterile tissue harvest techniques?
Neural stem researchers extract tissue from mouse neonatal brains to study stem cell development and cancer progression in vitro. Metabolic profiling studies analyze tissue metabolites using nuclear magnetic resonance spectroscopy. Immunologists harvest lungs aseptically to measure bacterial load in infection models, collecting samples at multiple time points to track disease progression.
Q7: What roles do sterile and non-sterile technicians play during tissue harvest?
Both technicians wear masks and bouffants. The non-sterile technician euthanizes the animal, places the carcass on paper towels, soaks it with 70% alcohol, and opens sterile instrument packages without touching inner surfaces. The sterile technician wears a sterile gown and two pairs of gloves, removes instruments aseptically, and performs the actual organ extraction to maintain sterility throughout the procedure.
Capítulos neste vídeo
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Overview
1:06
Prepping for Sterility: Space, Instruments, and Personnel
3:04
Harvesting Abdominal Organs
7:08
Harvesting Thoracic Organs
9:12
Harvesting Brain
11:00
Applications
12:02
Summary