$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Критические шаги в протоколе
Наша цель состоит в том, чтобы получить, охарактеризовать и хранить ткани хорошего качества, поступающие от субъектов с подробной историей, полученной от продольного наблюдения. Для достижения этой цели необходимо заниматься следующими ключевыми аспектами. Как описано выше, протокол начинается с набора доноров, что является первым важным шагом. Затем необходимо, чтобы доноры продолжали последующую программу и поддерживать притон к проекту с течением времени до фактического донорства мозга. В момент смерти необходимо, чтобы сотрудники АББ были незамедлительно уведомлены о том, что в течение 24 часов она должна созвать группу по вскрытию, что имеет важное значение для надлежащего качества тканей. Свежая резка полушарий головного мозга требует постоянной руки и специфической подготовки. Чтобы избежать повреждения клеток, вызванного медленным замораживанием и получить хорошее качество ломтиков для криостата и омичи, важно, чтобы они были заморожены быстро. Учитывая скорость проникновения раствора формалина (1 мм/час), для сохранения антигенности тканей время замачивания одного ломтика сведено к минимуму.
Устранение неполадок метода
Для решения упомянутых выше критических шагов мы предлагаем следующий подход. Донор вербовки и присоединения к последующей деятельности: Есть несколько факторов, которые препятствуют донорству мозга, включая опасения повреждения фигуры тела, чистоты и целостности, или возможность чувствовать боль после смерти. Некоторые даже опасаются, что вскрытие может быть проведено в то время как они всееще живы 70,71. Озабоченность по поводу срыва похорон и финансового бремени такжеприсутствуют 72. Кроме того, отсутствие у медицинского персонала знаний о посмертных процедурах и неспособность решить проблемы потенциальных доноров или их НОК могут препятствовать регистрации. Все эти факторы могут привести к низкому уровню информированности с низким числом зачисленных участников и высокой вероятностью потери доноров с течением времени. Действительно, программа набора доноров должна быть эффективной в распространении информации, вселяя доверие и убеждая людей регистрироваться и поддерживать высокие показатели последующего участия. По нашему опыту, это делается путем тщательного отбора потенциальных доноров и тщательного объяснения целей BB. Мы предлагаем образовательную деятельность и чуткий подход, обращаясь к страхам и потребностям как здоровых людей, так и людей, затронутых нейродегенеративными заболеваниями, и их семей. Мы считаем, что потенциальные доноры с большей вероятностью дадут свое согласие, когда к нам обращаются лично. Личные подходы создают отношения, основанные на взаимном доверии и уважении, которые имеют основополагающее значение для достижения высокого процента регистрации для донорства мозга и последующих оценок. Высококвалифицированный персонал с сильным чувством этики сначала подходит к потенциальному донору, обсуждает возможность донорства мозга после смерти, объясняет ценность тканей человеческого мозга для нейронаучных исследований и разъясняет любые сомнения относительно посмертных процедур. Не менее важно и благоприятное из уст в уста. После сбора мозгов, надлежащее внимание и уход уделяется повторной компенсации трупа. Важно проявлять уважение и благодарность к умершему человеку, мягко рассматривая труп. Через несколько месяцев после этого, встреча запланирована сообщить результаты невропатологического анализа, когда просили члены семьи.
Время смерти и сбора мозгов: Когда человек принимает, они становятся донорами и получают удостоверение личности с номером, чтобы связаться 24 часа в сутки, 7 дней в неделю (номер приема ASP Golgi-Redaelli Гериатрическая больница, которая связана с нами). Кроме того, родственникам дается клейая бирка, которая будет использоваться в случае госпитализации. Похоронные агентства этого района были ранее проинформированы о том, чтобы доставить тело в учреждения АББ, где вызвана группа по вскрытию. Команда вскрытия состоит из патологоанатома, невролога и/или нейробиолога, а также специалиста по анатомическим комнатам, которые ежедневно по вызову с 6 утра до 11 вечера; некоторые студенты-стажеры также часто присутствуют, чтобы помочь и сфотографировать.
Точность и консистенцию свежих процедур резки обеспечивает участие тех же двух операторов (невролог и патологоанатом), которые разработали метод и имеют опыт работы в невропатологии. При замораживании ломтики, они ставятся на предварительно размороженный алюминиевый лоток и покрыты взаимосвязанной алюминиевой пластины, чтобы держать их хорошо плоским. Сразу после этого их поставить в жидкий азот на 3 минуты, а затем хранить при -80 градусов по Цельсию. Ломтики, которые необходимо зафиксировать, индивидуально завернуты в марлю и пропитаны 10% фосфатным буферным раствором формалина, который заменяется через один день. Впоследствии они хранятся в формалине не более 5 дополнительных дней; однако, учитывая, что раствор формалина проникает в 1 мм/день, мы хотели бы еще больше сократить время замачивания.
Ограничения метода
Описанный здесь метод исследования охватывает лишь ограниченную географическую область, и лица, участвующие в программе донорства, обладают характеристиками, которые не полностью отражают население в целом. Хотя более чем приемлемо, посмертный интервал до 24 часов может производить изменения в некоторых белковых структур, ферментов и РНК ткани мозга. Определение AFS и рН не может быть полностью адекватным для определениякачества тканей 73, и мы разрабатываем другие способы проверки качества тканей на основе целостности РНК.
Что касается процедуры резки микротом, хотя и очень полезной для восстановления анатомических отношений, следует отметить, что использование макрозекции не является простым и представляет некоторые технические трудности. Наш метод является сложным и трудоемким. Затраты довольно высоки, и финансирование не всегда легко. Финансирование осуществляется главным образом за счет государственных (ASP Golgi-Redaelli Geriatric Hospital) и частных ресурсов (Golgi-Cenci Foundation), частных пожертвований, некоммерческих организаций (например, "Federazione Alzheimer Italia") и грантового участия.
Значение метода ABB по отношению к существующим/альтернативным методам
В начале, наша программа донорства мозга ориентирована лиц, участвующих в InveCe.Ab продольное исследование. Как следствие, пожертвованные мозги сопровождаются подробной клинической, биологической и социальной информацией, собранной на протяжении многих лет. Сила ABB проистекает именно из этого отличительного происхождения. Действительно, изучение группы социально и генетически связанных людей, которые разделяют биологические характеристики и воздействие на окружающую среду, способствует статистическому анализу. Кроме того, исследование включает в себя следующие преимущества: 1) Обеспечение и обеспечение потребностей общества (акт "предоставления, прежде чем спрашивать"): люди получают бесплатный периодический осмотр, о котором врач общей практики проинформирован, номер телефона нашего секретаря предоставляется для консультаций, и инвалиды посещаются на дому; 2) привлечение участников, лиц, занимающих государственные должности, и врачей общей практики к образовательной деятельности путем организации периодических семинаров (связанных со здоровьем мозга, донорством головного мозга и общим здоровьем) и планированием тематических курсов (например, использование информационных технологий для пожилых людей); 3) Встреча с людьми и принятие лик-подхода. Все эти элементы составляют силу проекта ABB. Кроме того, проект улучшает клинические способности вовлеченного медицинского персонала, так как они приобретают опыт как в предземных оценках, так и в посмертных невропатологических оценках. В этой связи мы хотели бы упомянуть весьма своеобразный опыт "Исследования старения меньшинств". Это исследование включало ограниченное и выбранное число афроамериканцев, проживающих в районе Чикаго (784 из 1357 подходящих предметов: процент ответов 57%). Участников ежегодно посещали дома и просили присоединиться к программе донорства мозга. Это исследование основано на необычном подходе с некоторым сходством с нашим получением высоких процентов положительного ответа на программу донорства мозга (352 доноров из 784 участников были зачислены: 44%), хотя уровень вскрытия был не совсем удовлетворительным (53%)74. Так же, как в "Меньшинство старения исследования", мы предлагаем образовательную деятельность и чуткий подход, достижение отличных результатов. В частности, наш процент ответов составляет 93%, процент зачисления составляет 28,7%, а уровень вскрытия на данный момент составляет 67%. Эти показатели показывают, что проекты, непосредственно привлекаемые людей, имеют более значительный процент пожертвований. Другие программы донорства мозга, с меньшим вниманием в построении отношений с потенциальными донорами, как правило, имеют низкий процент зачисления, будучи около 10-15% или менее73,75.
Есть несколько предыдущих когортных исследований, заканчивающийся невропатологическим анализом. Кроме того, большинство банков мозга и хранилищ ориентированы на болезни и существует нехватка "контроля" мозгов от здоровых доноров по сравнению с числом "больных" мозгов. Лишь ограниченное число BBs основаны на демографических исследованиях с участием как больных, так и нормальныхсубъектов для изучения траекторий старения 73,,74,,76,,77,,78,,79,,80. Некоторые исследования, такие как "Исследование старения меньшинств" в США74 и "Исследование Вантаа 85" вФинляндии 76 похожи на наши, но они, как правило, закончились с прекращением когорты. Вместо этого, программа пожертвования ABB, как предполагается, будет продолжаться в течение длительного времени в будущем, привлечение потенциальных доноров и планирование последующих мероприятий даже после окончания продольного исследования InveCe.Ab. Такой подход делает наш метод набора похож на "Sun Health Research Institute (SHRI) программа донорства мозга", которая направлена на пенсионное сообщество73. Протокол SHRI для донорства мозга очень эффективен с самым коротким средним посмертным интервалом в мире (3,92 часа). Подобно самым большим BBs в мире, протокол SHRI просто отрезал мозжечок, мозжечок и ствол мозга в средней линии (сагиттальную плоскость), затем одна половина расчленена свежей и заморожена для биохимических исследований, в то время как другая фиксируется в формалине для гистопатологической оценки. Однако одной из сильных сторон протокола вскрытия SHRI является фиксация отдельных ломтиков вместо всего полушария. Действительно, фиксация полушария в целом не является оптимальной из-за различных градиентов фиксации между поверхностью и ядром. Кроме того, на корковые белки может повлиять длительное воздействие раствора формалина. Таким образом, причина, почему мы решили исправить отдельные ломтики.
Решение о том, какая сторона является фиксированной или замороженной, зависит от единственного банка (всегда тот же, случайно назначенный или назначенный в зависимости от того, является ли день вскрытия нечетным иличетным)31,32,,33,,34,,35. Таким образом, биохимический и гистопатологический анализ проводится отдельно по каждому полушарию. Поскольку многие неврологические заболевания являются асимметричными, наш BB предлагает уникальный протокол для нарезки свежих образцов: альтернативные секции из ствола мозга и из каждого полушария мозжечка и мозжечка сохраняются в виде фиксированного или замороженного материала; фиксированный кусочек на одном полушарии соответствует замороженному на другом полушарии. Наш метод дает возможность получить полную гистологическую характеристику всего замороженного материала и сравнить результаты со всех областей обеих сторон. Как говорится во введении, описанный метод позволяет получить как можно больше информации из ткани мозга. Кроме того, метод ABB дает базовую, но полную невропатологическую характеристику, включая почти все известные протеинопатии мозга и сосудистой патологии. В связи со спорной ролью сосудистых травм в определении когнитивных нарушений, мы решили использовать двойной балл длясосудистой нагрузки 30,53.
Как поясняется в протоколе, мы используем междисциплинарный подход. Хотя это трудоемкий и трудоемкий метод, мы считаем, что он дает ряд преимуществ для исследований. Например, в предыдущей работе, мы показали, что высокий tHcy как таковой, или MTHFR C677T TT, связанный с аллелем APOE-No4, может быть связан с исполнительной дисфункции, а не потеряпамяти 81. Поэтому может быть интересно оценить субъекты с этим конкретным генетическим профилем на невропатологическом уровне. Это пример того, как такое углубленное последующее участие полезно для создания новых исследовательских гипотез, поддающихся проверке путем изучения биологического материала, собранного в нашем банке. Еще одной демонстрацией преимущества нашего подхода является включение ЗЭЭГ в число оценок, которые мы обычно выполняем, за его оригинальность и относительную простоту использования. Действительно, ЭЭГ обнаруживает синаптической активности коры головного мозга, записывая электрические потенциалы дендритов, принадлежащих к корковых пирамидальныхнейронов 82. ЗЕЭГ можно считать биомаркером для оценки корковой синаптической активности, которая связана с познанием83. В частности, снижение альфа-ритмов в задней части мозга с общим увеличением нижних частот (тета и дельта ритмы) было связано с нарушением корковых связей. Следует учитывать, что большинство диагностических корреляционные исследования были основаны на клиническом диагнозе, который является лишь вероятным, а не определеннымдиагнозом 84,,85,,86,,87. Лишь очень немногие целевые исследования сравнили данные ЕГЭ с невропатологической картиной, чтобы исследовать корреляцию между вариантамиЗЭЭГ иLTS 88,89, и различие между FTLD и AD83. Закончив наше исследование определением невропатологического диагноза, можно правильно интерпретировать наблюдения, сделанные по мозговой электрической активности. Кроме того, выполняя серийный КЭЭГ в каждом предмете, мы можем отслеживать внутриим индивидуалическую траекторию ЭЭГ-волн и их корреляцию с невропатологической картиной. После индивидуальных изменений корковой электрической активности с течением времени может привести к лучшему пониманию его значения в качестве биомаркера для зарождающейся деменции.
Будущие приложения и направление метода
Реализация распределения тканей является одной из наших главных перспективных целей. Для этого мы только что создали научную комиссию, в которую входят директор Фонда ГК (гериатр), академик неврологии из Университета Павии, невролог и патологоанатом из Фонда ГК и Гериатрической больницы ASP Golgi-Redaelli. При распределении тканей мозга, гистологических слайдов и других биологических образцов важно помнить, что доноры согласились на пожертвование ради исследований. Поэтому распространение материалов должно происходить разумно, как описано в Кодексе поведения БНЕ40. Любая сторона, подающая запрос на материал, должна указать тип и количество необходимой выборки, представить описание исследовательского проекта и способ использования образцов, а по возможности предоставить доказательства предыдущих публикаций (для соглашения о передаче см. рисунок 9). Мозг банк не работает для получения финансовой выгоды. Таким образом, сборы, уплачиваемые исследователями, должны покрывать только расходы на закупку, обработку, хранение и распределение тканей.
Планы начать анализировать случаи с exome sequencing и методами Omics, such as proteomics и transcriptomics, в движении. Наша альтернативная методология отбора проб позволит проводить исследования омичей на гисто логически четко определенных тканях обоих полушарий. С помощью этого подхода можно будет сравнить структуру активации генов в различных областях мозга одного полушария и в соответствующих областях другого полушария, и быть в состоянии соотнести активацию генов с гистопатологией. В этой области, глубокое обучение приложений будет иметь большой интерес, включая компьютеризированный анализ гистологических слайдов и передовые корреляции клинических, гистологических и омических данных. Можно определить другие корреляции между различными переменными, а также другими возможными технологическими приложениями. Наличие замороженных материалов из обоих полушарий позволит точно оценить активацию генов и распределение белка. Это будет иметь особый интерес даже у здоровых испытуемых, учитывая, что и функции мозга, и некоторые заболевания асимметричны.
Кроме того, мы можем получить клеточные культуры от хорошо охарактеризованных доноров мозга. Действительно, клеточные культуры из лептоменинга собранных мозгов поставляют живые клетки, которые могут быть использованы для дальнейшего исследования болезни или механизмов старения, с помощью индуцированной плюрипотентных стволовых клеток (iPSCs) технологии, которая включает в себя перепрограммирование лептоменинговых фибробластов и дифференциации их в нервные клетки впередовых моделях 90.
По мере старения мозга различные профили изменений могут происходить на молекулярном, клеточном и тканевом уровне. Каждый мозг уникален. Каждый из них имеет свой собственный способ реагирования на внутренние и внешние стрессоры; некоторые сопротивляются, в то время как другие поддаются и проявляют различные патологии. Расхождения между клинической презентацией и невропатологической картиной часто существуют, потому что топография поражений, а не их молекулярная природа, определяет клиническую презентацию. Правильный и определенный диагноз может быть достигнут только путем объединения клинического синдрома с невропатологическими выводами, которые часто добавляют важные этиологические подсказки, необходимые для распутывания патогенеза заболеваний. В Европе есть усилия по созданию стандартного подхода к невропатологической диагностике. Наш диагностический протокол почти полностью следует недавно опубликованным руководящим принципам по невропатологической диагностике для банковского деламозга 91. Это позволит нам собирать и делиться хорошо документированными тканями мозга, с перспективной целью создания первого итальянского банка мозга. Действительно, в Италии есть хранилища мозга, но не банки мозга на основе когортных исследований. Наша цель заключается в разработке метода сбора тканей мозга, который может быть реализован широко по всей Италии, чтобы создать сеть, которая использует общий протокол и разделяет сопоставимый материал. Для этого одной из основных целей на будущее является привлечение других исследовательских центров и создание конкретного веб-сайта.
Инновационные технологии постоянно используются для анализа молекулярной природы нейродегенеративных заболеваний и для идентификации биомаркеров. В этом контексте, будет возрастать потребность в мозге сопровождается информацией о когнитивных и старения траектории, полученные в результате продольных исследований, подчеркивая важность невропатологически проверенный эпидемиологическийподход 92.