$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Bu protokolün güncellenmesinin amacı, eksplantların izolasyonundan canlı ve sabit koklear hücrelerin görüntülenmesine kadar olan adımları kolaylaştırmaktı. İzolasyon sırasında bazı adımları iyileştirdik ve yüksek kaliteli eksplantlar elde etmek için verimli ve sorunsuz çalışan bir protokol oluşturmak amacıyla bazı yenilikçi araçlar sunduk. Açıklanan yöntem, önceki raporlardanoptimize edilmiş bir protokoldür 4,5. Ek olarak, bazı güncel çalışmalar kademeli olarak güncellenmiş bir protokolden yoksundur. Basitleştirilmiş eksplant kültürü adımları ile bu protokol, tekrarlanabilir veriler için gerekli olan iyi korunmuş eksplantların kolay işlenmesini sağlar. İç kulak eksplantları için polimer lamel ile çok kuyucuklu odaların eklenmesi, organ bağlanmasını ve bozulmamış eksplantların korunmasını iyileştirir. Burada, kültürdeki organların saç hücrelerinin kaybına ve nöritlerin zarar görmesine rağmen hücresel organizasyonlarını koruduğunu göstermek için stres koşulları altında birkaç deney örneği sunuyoruz.
İç kulak organlarının kültürlenmesindeki zorluklardan biri, eksplantların bütünlüğünü, tedaviye yanıtı ve sonraki muayeneleri etkilediği için organların ayrılmasını ve yüzmesini önlemektir. Daha önce, eksplantlar cam lameller 4,5 üzerinde kültürleniyordu. Cam yüzeylerde kültür iyi bir alternatif gibi görünse de, camın kaplanması zaman alıcıdır ve lamellerin kendileri kırılgan ve hassastır. Millicell hücre kültürü eklerini kullanan alternatif bir protokol bu sorunu çözmeye çalışır6. Bununla birlikte, membranın eksplantlarla kesilmesi ve aktarılması bu protokolde hassas bir adım gibi görünmektedir. Ek olarak, lamellerin montajı ve sızdırmazlığı sırasında eksplantlar zarar görebilir. Önerdiğimiz yaklaşımda, eksplantlar poli-D-lizin kaplı odalara aktarıldıktan ve doğru konuma yerleştirildikten sonra, başka bir transfer veya lamel ile kaplama gerekmez. Bu protokolün bir diğer avantajı, organ eksplantları için en uygun kültür koşullarını sağlayan ince bir gaz geçirgen polimer lamel içeren odaların kullanılmasıdır. Bu polimer, cama benzer bir optik kaliteye sahiptir, bu nedenle yüksek çözünürlüklü mikroskopide hücre görüntüleme için uygun hale getirir.
Ortama serum ilavesi, %1-10 FBS 4,5,6,16 ile iç kulak eksplantlarının kültürü de dahil olmak üzere hücre ve doku kültürü için çoğu protokolde kullanılır. Serumun varlığı, deneylerin kültür koşullarını etkiler; Bu nedenle, bazı durumlarda, serumsuz kültür tercih edilir. Koklear eksplantların kültüründe serum yokluğu, ya DMEM'e N2 ilavesi ya da Neurobazal-A besiyerineN2 ilavesi ile değiştirildi 5,6. Bu bağlamda, eksplantların kültür koşullarını serumlu ve serumsuz olarak test ettik. Her iki koşulda da, iç kulak hücreleri hayati önem taşıyordu ve ototoksik koşullara yanıt veriyordu. Bu koşulları 72 saat boyunca test ettik, ancak eksplantlar, diğer çalışmalarda önerildiği gibi, özellikle N2, B27 ve büyüme faktörleri ile birlikte serumsuz ortamla inkübe edildiğinde kültürde daha da uzun süre korunabilir 5,16.
İç kulak eksplantlarının izolasyonunda organ izolasyonunun süresi ve kullanılan antibiyotik gibi genel kritik adımlara ek olarak, bu protokolde yönetilebilir bazı kritik adımlar da vardır. Bu yöntemdeki kritik adımlardan biri, organ yerleştirildikten sonra haznede kalan ortamın hacmi ile ilgilidir. Bu, eksplantları canlı tutmak ve alt yüzeye bağlı tutmak için optimize edilmiştir. Diğer bir kritik adım, eksplantların odanın dibine yapışmasına izin vermek için gereken inkübasyon süresi ile ilgilidir. Birkaç mikrolitre ortam ile 2 saatten daha uzun inkübasyon süreleri, eksplantların sağlığını etkileyebilir. Eksplantların ayrılmamasına özen gösterildiği sürece 1 saat gibi daha kısa inkübasyon süreleri de kullanılabilir. Bir diğer önemli husus, poli-D-lizin kalıntılarıdır. Poli-D-lizinin yıkama adımları kesinlikle takip edilmelidir, çünkü poli-D-lizinin bromür tuzunun kalıntıları hücreler için toksik olabilir. Yıkama adımları tam olarak takip edildikten sonra, poli-D-lizin ile kaplama, eksplantların haznelere düzgün yapışmasını kolaylaştırır, böylece haznenin tabanına sıkıca bağlanmadan önce pozisyon düzeltilebilir.
Bu yöntemin sınırlamalarından biri, dik mikroskopi kullanılarak hücrelerin görüntülenmesidir. Bu, ters mikroskoplu laboratuvarlar için önemli bir sorun olabilir. Dik ve ters mikroskopi için çıkarılabilir silikon hazneli cam slaytlar kullanılabilir; bununla birlikte, önce poli-D-lizin ile kaplama koşullarımızın test edilmesi gerekir. Diğer bir sınırlama, odaların depolanmasıdır, çünkü ekler çıkarılabilir değildir ve kapaklı bir bölmenin toplam yüksekliği, standart bir mikroskop lamının 1 mm yüksekliğine kıyasla yaklaşık 11 mm'dir. Bununla birlikte, 8 oyuklu oda,16'dan önce önerilen 4 oyuklu plakalardan daha az yer kaplar.
Burada iki mikroskopla elde edilen görüntüleri sunuyoruz. Nokta taramalı konfokal mikroskop, ince optik kesiti sayesinde dokuların yüksek çözünürlüklü görüntülerini sağlarken, dönen disk konfokal mikroskobu, iyi çözünürlükle daha hızlı görüntüleme süresi sağlar. İç saç hücrelerinin (IHC'ler) ve dış saç hücrelerinin (OHC'ler) stereosilileri konfokal mikroskopi kullanılarak görselleştirilir. IHC'lerin stereosiliaları OHC'lerinkinden daha büyük olduğundan, bu çalışmada tekrar tekrar ve iyi görselleştirildiler. OHC stereosilia için, süper çözünürlüklü mikroskopi (SRM) gibi diğer alternatif mikroskoplar görselleştirmeyi iyileştirebilir. Dönen disk mikroskobu ile elde edilen eksplant görüntüleri, derin öğrenme yaklaşımı12 kullanılarak otomatik saç hücresi sayımının kolay entegrasyonu için yeterlidir. Ayrıca, kısa edinme süresi, canlı hücreler ve dokularla yapılan deneyler için önemlidir. Ayrıca bu protokol neonatal koklear eksplantlarla sınırlı değildir. Bazı optimizasyonlarla, vestibüler organlar veya embriyonik dokular gibi diğer eksplantlar da kültürlenebilir.
Tüy hücreleri ve nöronlar gibi koklear hücrelerin in vitro olarak ölçülmesi, hücre canlılığını ve dolayısıyla hasarlı veya kayıp hücrelerin yüzdesini değerlendirmek için önemlidir. Sinyal yolaklarının ve hücre fonksiyonlarının araştırılması, ölüm ve hayatta kalma mekanizmalarının ortaya çıkarılmasına yardımcı olur. Embriyonik ve neonatal koklear dokuların incelenmesi, kokleanın gelişim evrelerinin araştırılmasında yararlıdır. Bu nedenle, bu protokol, örneğin ototoksik modeller oluşturmak, gelişim aşamalarını araştırmak, sinyal yollarını değerlendirmek ve ilaç tarama çalışmaları yapmak için iç kulak eksplantlarının in vitro çalışmalarını optimize etmeye yardımcı olacaktır.