La fornitura di diabete di tipo 2 isolotti per la ricerca è insufficiente. Qui condividiamo il nostro protocollo per isolare isolotti da pazienti sottoposti a pancreatectomia parziale. Questo approccio rappresenta un luogo unico per l'ottenimento di isolotti da diabete di tipo 2 e clinicamente abbinati soggetti non diabetici ed in numero sufficiente per gli studi di base e clinica.
Indagini sulla patogenesi del diabete di tipo 2 e le isole di Langerhans malfunzionamento 1 sono stati ostacolati dalla limitata disponibilità di isolette con diabete di tipo 2 da donatori di organi 2. Qui condividiamo il nostro protocollo per isolare dal tessuto isole pancreatiche umane ottenute da diabete di tipo 2 e pazienti non diabetici che hanno subito pancreatectomia parziale a causa di diverse malattie del pancreas (tumori benigni o maligni del pancreas, pancreatite cronica, e del dotto biliare comune o tumori duodenali) . Tutti i pazienti coinvolti hanno dato il loro consenso a questo studio, che era stato approvato dal comitato etico locale. I campioni chirurgici sono stati immediatamente consegnati al patologo che hanno selezionato morbido e sano tessuto pancreatico che appaiono per l'isolamento delle isole, mantenendo il tessuto danneggiato per scopi diagnostici. Abbiamo scoperto che per isolare più di 1.000 isole, abbiamo dovuto iniziare con almeno 2 g di tessuto pancreatico. Anche essenziale per il nostro protocollo è stato quello di distendere visibilmente il tessuto quando si somministra l'enzima contenente i media e successivamente macinata per aiutare la digestione, aumentando la superficie.
Per estendere l'applicabilità del nostro protocollo di includere il caso in cui occasionalmente una quantità di grandi dimensioni (> 15 g) di tessuto pancreatico umano è disponibile, abbiamo usato una camera di Ricordi (50 ml) per digerire il tessuto. Durante la digestione, si scosse manualmente la camera di Ricordi 3 a un'intensità che varia da campione in base al suo livello di fibrosi tissutale. Un gradiente discontinuo Ficoll è stato poi utilizzato per separare le isolette dal tessuto acinare. Abbiamo notato che il precipitato di tessuto dovrebbe essere abbastanza piccolo da essere omogeneamente risospeso in medium Ficoll con una densità di 1,125 g / ml. Dopo l'isolamento, abbiamo colto gli isolotti in condizioni di stress (senza agitazione o rotazione) con il 5% CO 2 a 37 ° C per almeno 48 ore al fine di facilitare il loro recupero funzionale. Applicazione diffusa del nostro protocollo e il suo miglioramento futuro potrebbe consentire la raccolta puntuale di grandi quantità di isole umane da diabetici e clinicamente abbinati soggetti non diabetici, notevolmente avanzando la ricerca sul diabete di tipo 2.
Utilizzando il nostro protocollo, isole umane può essere isolato dal tessuto pancreatico prelevato da un pancreatectomia parziale. Il successo di questo protocollo si basa sulla cura posta nella alcuni punti critici. Per preservare la vitalità delle cellule beta, è essenziale che il campione da trasportare rapidamente sul ghiaccio al laboratorio. Inoltre, la durata della digestione dei tessuti deve essere ottimizzata empiricamente a seconda del grado di fibrosi dei tessuti e l'attività enzimatica dei media. Questo vale anche per il grado di forza meccanica applicata manualmente alla camera di Ricordi. In tal modo di ottenere un buon rendimento isolotto, il protocollo è meglio eseguita da uno scienziato dedicato o assistente tecnico. Errore iniziale è la norma a meno che la squadra è già sperimentato in isolamento isole.
Ci sono differenze fondamentali tra il nostro protocollo isolotto isolamento e lo standard umano metodo di isolamento delle isole: 1) Anche se usiamo tessuto pancreatico sottoposto a diverse ore di ischemia durante la procedura chirurgica, viene immediatamente trasformato in loco. Questo è in contrasto con pancreas espiantati da donatori in morte cerebrale per il pancreas / trapianto di isole, che rimangono ischemico per diverse ore durante l'assegnazione e la consegna alla struttura isolamento delle isole. 2) Noi collagenasi iniettare direttamente nel tessuto pancreatico, mentre il protocollo standard è quello di infondere in dotto pancreatico. 3) Abbiamo separato le isole con un gradiente discontinuo Ficoll invece di raccogliere le isolette da un gradiente Ficoll continuo utilizzando un processore COBE cellula.
Nei casi in cui il campione chirurgico è troppo fibrotica o scarsa per isolare un numero adeguato di isolotti, il tessuto può essere ancora recuperato la cattura microdissezione laser (LCM) 10. Questo permette ai dati di espressione genica da recuperare praticamente ogni esemplare, anche se l'isolamento delle isole non riesce o la resa è molto bassa. Purtroppo, LCM non produce le cellule viventi per gli studi funzionali e il loro ammontare è di solito insufficiente per l'analisi proteomica. Così, con LCM in parallelo con il nostro protocollo collagenasi digestione per recuperare le isole possono essere il modo più efficace al processo di campioni chirurgici.
Quando si raccolgono i tessuti per l'isolamento delle isole da pancreatectomies parziale, è importante esaminare attentamente la storia clinica del paziente e stato metabolico. Un paziente parzialmente pancreatectomized potrebbero essere interessati dal tipo 3c diabete, il diabete secondario cioè al disordine del pancreas porta alla chirurgia 6. Tra i 43 pazienti partecipanti che hanno subito questo intervento nel nostro reparto nel 2010, 32 erano non-diabetici, 5 erano affetti da diabete di tipo 2 e 6 avevano il diabete di tipo 3c. Questi dati concordano con gli studi precedenti che punta al metabolismo del glucosio e diabete in una frazione considerevole di pazienti affetti da cancro al pancreas o pancreatite cronica 6. Abbiamo considerato il diabete sia di origine primaria, se è stato diagnosticato da almeno un anno prima della comparsa dei sintomi principali della chirurgia pancreatica 7. I livelli di anticorpi contro l'isolotto autoantigeni deve essere misurato per valutare un potenziale origine autoimmune del diabete 8. Perché un paziente sottoposto ad pancreatectomia potrebbe soffrire di diabete non diagnosticato o essere intolleranti al glucosio, tutti i pazienti non diabetici devono assumere un test orale di tolleranza al glucosio prima della pancreatectomia 9.
The authors have nothing to disclose.
Vogliamo ringraziare i nostri tanti colleghi che hanno fornito aiuto, pareri e contributi critici nelle varie fasi del progetto. La produzione di questo articolo il video è stato sostenuto con i fondi del ministero tedesco dell'Istruzione e della ricerca (BMBF) al Centro tedesco per Diabetes Research (DZD, http://www.dzd-ev.de ), IMIDIA ( http://www . imidia.org ) e l'Ospedale Universitario Carl Gustav Carus a Dresda University of Technology. La ricerca ha portato a questi risultati ha ricevuto finanziamenti dal Settimo programma quadro della Comunità europea (FP7/2007-2013) per l'iniziativa medicina innovativa nell'ambito della convenzione di sovvenzione n ° 115005.
Name | Company | Catalogue number |
---|---|---|
Equipment | ||
1 ml serological pipette (CELLSTAR) | greiner bio-one | 604181 |
10 ml serological pipette (CELLSTAR) | greiner bio-one | 607180 |
25 ml serological pipette (CELLSTAR) | greiner bio-one | 760180 |
10 ml Syringe | BD (Becton, Dickinson and Company) | 300912 |
50 ml Syringe | BD (Becton, Dickinson and Company) | 300865 |
5 ml Syringe | BD (Becton, Dickinson and Company) | 309050 |
18 G 1,1/2 Needle Microlance 3 | BD (Becton, Dickinson and Company) | 304622 |
27 Gx1/2 Needle | Braun | 4658300 |
27 Gx3/4 Needle Microlance 3 | BD (Becton, Dickinson and Company) | 302200 |
3 cm cell culture dish 2×2 mm grid | Nunc | 174926 |
20 cm Tissue culture dish | BD (Becton, Dickinson and Company) | 353003 |
6 cm Easy grip petri dish | BD (Becton, Dickinson and Company) | 351016 |
150 ml storage bottle | Corning Incorporated | 431175 |
250 ml Erlenmeyer flasks | Schott Duran | 21 217 36 |
500 ml Erlenmeyer flasks | Schott Duran | 21 217 44 |
250 ml Screw Cap Conical Bottom Centrifuge Tube | Corning Incorporated | 430776 |
50 ml Falcon conical tube | BD (Becton, Dickinson and Company) | 352070 |
260 ml Easyflask Non-treated | Nunc | 156800 |
Millex GV Filter Unit Duropore (0,22 μm) | Millipore | SLGV033RB |
Bottle Top Vacuum Filter (PES 70 mm Diameter Membran, 0,22 μm pore size, 45 mm neck size, 500 mL volume) | Corning Incorporated | 431118 |
Densitometer (Densito 30PX) LWE37463 | Mettler Toledo | 51324450 |
Fast PES Filter Unit 0,2 μm | Nalgene | 569-0020 |
Heating Coil | BioRep Technologies Inc | HC-02 |
Multifuge 4 KS-R | Heraeus | 75015680 |
Pump Typ PD5206 | Heidolph | 523-52060-00-2 |
Ricordi chamber (metal mesh with 600 μm pore diameter) | BioRep Technologies Inc. | Model 50-U-01, Serial 0503-001 |
Preparation Stand | BioRep Technologies Inc. | 50-PS-01 |
O-Rings | BioRep Technologies Inc. | OR-50-U-01 |
Silicon Nitride Marbles (15 mm set of 9) | BioRep Technologies Inc. | SN-01 |
Silicon Tubing | Tygon | R 3603 8,0X4,0 mm |
Surgical forceps | Braun | BD168R |
Surgical scissors (Aesculap) | Braun | BC273R |
Water bath OLS 200 | Grant | OLS 200 |
Reagents | ||
Collagenase -> Liberase RI (100 mg) | Roche | 11815032001 |
D(+)-Glucose | Merck | 1.08337.1000 |
Dimethylsulfoxide (DMSO) | Merck | 1.16743.1000 |
Diphenylthiocarbazone (DTZ) | Sigma Aldrich | D5130 |
DNase I (100 mg) | Roche | 10104159001 |
Dulbeccos 1xPBS | PAA Laboratories | H15-002 |
Electrolytsolution E154 | Serumwerk | 00509 |
Fetal Bovine Serum (FBS) | PAA Laboratories | A15-101 |
Ficoll 400 | Sigma Aldrich | F9378 |
Foetal Bovine Serum (FBS) | Gibco | 10270-106 |
2-(4-(2-Hydroxyethyl)- 1-piperazinyl)-ethansulfons‰ure (HEPES) | Roth | 9105.3 |
NaOH, 5 M | clinical pharmacy, hospital | – |
Penicillin/Streptomycin (100x) | PAA Laboratories | P11-010 |
Pipettaid (EXPRESS) | BD (Becton, Dickinson and Company) | 357591 |
Potassiumchlorid | Fluka | 60132 |
Potassiumdihydrogenphospate anhydrous | JT Baker | 0241 |
Potassiummonohydrogenphosphate | JT Baker | 3246-01 |
RPMI Medium 1640 [-]D-Glucose [+]L-Glutamine | Gibco | 11879-020 |
RPMI Medium 1640 [+]L-Glutamine | PAA Laboratories | E15-840 |
Sodiumhydrogencarbonat | Merck | 1.06329.0500 |
Media and Solutions
Dithizone Solution
Enzyme Solution
Wash media (1000ml/5.5mM Glucose)
Islet culture media (500ml/5,5mM Glucose)
Euro Collins Solution
Ficoll Stock Solution
Ficoll Gradients