Высокоскоростное сечение височной кости человека для оценки COVID-19-ассоциированной патологии среднего уха
18 мая 2022 г.
В этой статье описывается метод быстрого среза височной кости человека, который использует микропилу с двумя алмазными лезвиями для создания тонких срезов для быстрой декальцинации и анализа иммуногистохимии височной кости.
Этот протокол сокращает время обработки височной кости с 9 до 10 месяцев до 10-14 дней. Основным преимуществом данной методики является то, что она позволяет быстро оценить отопатологию, которая в нашем случае актуальна для оценки COVID-19-ассоциированной патологии среднего уха. Этот метод может быть особенно полезен для чувствительных ко времени исследований височной кости.
В дальнейшем он может быть дополнительно оптимизирован для использования при изучении патологии внутреннего уха. Начинают сбор урожая во время вскрытия и резко делят черепные нервы на внутренний слуховой проход. Сделайте первый костный разрез с остеотомом параллельно и просто медиально плоской части височной кости.
Затем выполняют второй костный разрез параллельно первому на медиальной границе височной кости. Сделайте третий разрез на три-четыре сантиметра спереди и параллельно петроусному гребню. Далее сделаем четвертый разрез примерно параллельно третьему на два сантиметра кзади петрового гребня.
Используйте острое рассечение, чтобы освободить мягкие ткани, прикрепленные вдоль нижнего края образца, и удалить височную кость. После сбора урожая немедленно погружают ткань в 200-300 миллилитров 10% буферизованного формалина. Затем установите прецизионную микропилу с двумя алмазными лезвиями на расстояние до пяти миллиметров.
Для быстрой декальцификации тканей разрежьте каждый образец на три части таким образом, чтобы центральная часть височной кости имела толщину пять миллиметров, а те, что на обоих концах, имели толщину от трех до пяти миллиметров. Поместите срезы в 200-300 миллилитров 0,37-молярной ЭДТА на семь-10 дней при комнатной температуре для размягчения. Окрашивание гематоксилином и эозином слизистой оболочки среднего уха и евстахиевой трубы показало, что ткань сохраняется после обработки с использованием этого протокола.
Иммуногистохимические анализы показали наличие ACE2, трансмембранной протеазы серина и белков фурина в этих тканях, обеспечивая возможный корень инфекции SARS-CoV2 в респираторном эпителии среднего уха. Важно правильно расположить височную костную ткань внутри алмазной пилы. Альтернативные методы, которые могут быть объединены с этим методом, включают иммуногистохимию для различных белков, различных тканевых пятен и транскриптомики.
Этот метод позволил нам быстро оценить наличие белков, участвующих в инфекции SARS-CoV2 в среднем ухе во время пандемии COVID-19.
Просмотрите полный транскрипт и получите доступ к тысячам научных видео
Обзор
В данной статье описывается метод экспресс-сечения височной кости человека с использованием микропилы с двойными алмазными лезвиями. Этот метод значительно сокращает время, необходимое для обработки височной кости, что ускоряет проведение иммуногистохимического анализа.
Основные компоненты исследования
Область науки
- Нейробиология
- Отопатология
- Иммуногистохимия
Введение
- Традиционная обработка височной кости может занимать от 9 до 10 месяцев.
- Быстрая оценка отопатологии имеет решающее значение для своевременного проведения исследований.
- Данный метод актуален для изучения патологии среднего уха, связанной с COVID-19.
- Будущая оптимизация может улучшить исследования патологии внутреннего уха.
Цель исследования
- Для сокращения времени обработки при анализе височной кости.
- Для обеспечения возможности экспресс-оценки отопатологии.
- Для предоставления метода, применимого в исследованиях, чувствительных к фактору времени.
Используемые методы
- Забор материала во время аутопсии.
- Прецизионное разделение черепных нервов до внутреннего слухового прохода.
- Первоначальный разрез кости с помощью остеотома.
- Использование микропилы с двойными алмазными лезвиями для секционирования.
Основные результаты
- Время обработки сокращено с 9–10 месяцев до 10–14 дней.
- Облегчает быструю оценку патологии среднего уха.
- Потенциал для дальнейшей оптимизации в будущих исследованиях.
- Применимо для срочных исследовательских задач в области отопатологии.
Выводы
- Данный метод значительно ускоряет процесс обработки височной кости.
- Он особенно полезен для исследований, связанных с COVID-19.
- Будущие исследования могут расширить возможности его применения при изучении патологий внутреннего уха.
Часто задаваемые вопросы
Практическая значимость для отрасли
Ускоренное секционирование височной кости позволяет проводить быструю гистопатологическую оценку тканей среднего уха, что отвечает настойчивым потребностям исследований во время вспышек инфекционных заболеваний, таких как COVID-19. Сокращая время обработки тканей с нескольких месяцев до нескольких дней, данный метод способствует оперативному подтверждению мишеней и проведению механистических исследований в области отопатологии. Этот подход повышает гибкость портфеля translational-исследований для групп, изучающих пути проникновения вирусов и тканеспецифичную экспрессию белков.
Стратегическое применение в исследованиях и разработках биофармацевтики
Ранние этапы поиска и валидация мишени
- Позволяет быстро оценить экспрессию белков, участвующих в механизмах проникновения вирусов в ткани человека.
- Обеспечивает функциональную валидацию мишеней за счет сохранения целостности ткани для иммуногистохимического анализа.
- Способствует снижению механистических рисков при изучении взаимодействий патогена и хозяина в среднем ухе.
Скрининг и разработка методов анализа
- Обеспечивает получение высококачественных срезов тканей, подходящих для стандартизированного иммуногистохимического и молекулярного анализа.
- Сокращает время разработки и валидации методов анализа в исследованиях по отопатологии.
- Повышает воспроизводимость и масштабируемость рабочих процессов скрининга на основе анализа тканей.
Трансляционные и доклинические исследования
- Позволяет сопоставить результаты анализа тканей с трансляционными исследованиями биомаркеров в моделях инфекционных заболеваний.
- Обеспечивает непрерывность процесса от этапа поиска до доклинической валидации за счет ускорения анализа тканей.
- Снижает риск задержки получения данных в условиях чрезвычайных ситуаций в области общественного здравоохранения.
Интеграция конвейеров и рабочих процессов
Данный протокол экспресс-серийного срезания интегрирован в континуум от поиска мишени до доклинических исследований, что позволяет своевременно проверять гипотезы и проводить валидацию мишеней на моделях тканей человека.
- Фундаментальная биология: ускоряет исследования локализации белков и восприимчивости тканей к инфекции на основе выдвинутых гипотез.
- Скрининг: обеспечивает получение готовых к анализу срезов для количественного иммуногистохимического анализа.
- Аналитика: поддерживает надежное измерение белковых маркеров (например, ACE2, TMPRSS2, Furin) в различных условиях.
- Трансляционные исследования: связывает анализ тканей человека с результатами доклинических моделей для сопоставления биомаркеров.
- Корпоративное повторное использование: создает масштабируемую систему быстрой подготовки тканей для будущих исследований инфекционных заболеваний.
Операционное и корпоративное влияние
- Научная ценность: Повышает точность прогнозирования при валидации мишеней на основе тканей и в механистических исследованиях.
- Операционная ценность: Стандартизирует и ускоряет обработку тканей, снижая затраты ресурсов и времени.
- Стратегическая ценность: Позволяет быстрее принимать решения о продолжении или прекращении исследований (go/no-go) в экстренных ситуациях, повышая эффективность использования капитала.
- Влияние на портфель: Обеспечивает приоритизацию трансляционных проектов с учетом рисков в условиях чрезвычайных ситуаций в области общественного здравоохранения.
Особенности реализации
- Требуется опыт работы с посмертными тканями и использование инструментов для их секционирования.
- Необходим доступ к прецизионным микропилам с алмазными дисками и оборудованию для декальцинации.
- Требуется межгрупповая стандартизация протоколов обработки тканей и окрашивания.
- Метод может быть адаптирован для различных типов тканей и белковых мишеней путем оптимизации протокола.
- Для получения оптимальных результатов необходим своевременный доступ к материалам аутопсии и высокое качество образцов.
