La oferta de la diabetes tipo 2 isletas para la investigación es insuficiente. Aquí compartimos nuestro protocolo para el aislamiento de islotes de pacientes sometidos a pancreatectomía parcial. Este enfoque representa un lugar único para la obtención de islotes de diabetes tipo 2 y clínicamente emparejado sujetos no diabéticos en un número suficiente de estudios básicos y clínicos.
Las investigaciones sobre la patogénesis de la diabetes tipo 2 y los islotes de Langerhans un mal funcionamiento se han visto obstaculizadas por la limitada disponibilidad de islotes con diabetes tipo 2 de 2 donantes de órganos. Aquí compartimos nuestro protocolo para el aislamiento de islotes de tejido pancreático humano obtenido de diabetes tipo 2 y pacientes no diabéticos que han sido sometidos a pancreatectomía parcial debido a diferentes enfermedades pancreáticas (tumores benignos o malignos de páncreas, pancreatitis crónica, y el conducto biliar común o tumores duodenales) . Todos los pacientes involucrados dieron su consentimiento para este estudio, que también había sido aprobado por el comité de ética local. Los especímenes quirúrgicos fueron entregados inmediatamente al patólogo que seleccionaron suave y saludable del tejido pancreático que aparecen para el aislamiento de los islotes, conservando el tejido dañado con fines de diagnóstico. Hemos encontrado que aislar más de 1.000 islotes, que teníamos que empezar con al menos 2 g de tejido pancreático. También es esencial para nuestro protocolo fue visible para distender los tejidos cuando se inyectan los medios de comunicación que contienen enzimas y, posteriormente, pelos para facilitar la digestión, aumentando la superficie.
Para ampliar la aplicabilidad de nuestro protocolo para incluir los casos ocasionales en los que una gran cantidad (> 15 g) de tejido pancreático humano está disponible, se utilizó una cámara de Ricordi (50 ml) a digerir el tejido. Durante la digestión, que sacudió de forma manual de la cámara de Ricordi 3 con una intensidad que varía por el modelo de acuerdo a su nivel de fibrosis de los tejidos. Un gradiente de Ficoll discontinuo se utilizó para separar los islotes del tejido acinar. Hemos tomado nota de que el precipitado de tejido debe ser lo suficientemente pequeño como para ser homogénea resuspendieron en medio Ficoll con una densidad de 1,125 g / ml. Tras el aislamiento, que cultivan los islotes en condiciones de estrés (sin agitación o rotación) con 5% de CO 2 a 37 ° C durante al menos 48 h con el fin de facilitar su recuperación funcional. La aplicación generalizada de nuestro protocolo y sus mejoras en el futuro podría permitir la recolección oportuna de grandes cantidades de islotes humanos de la diabetes y la clínica con sujetos no diabéticos, en gran medida el avance de investigación de tipo 2 diabetes.
Utilizando el protocolo, los islotes se pueden aislar a partir de tejido pancreático recogidos de una pancreatectomía parcial. El éxito de este protocolo se basa en el cuidado durante un pocos puntos críticos. Para preservar la viabilidad de las células beta, es esencial que la muestra se transporta rápidamente en hielo al laboratorio. Además, la duración de la digestión de los tejidos deben ser optimizados empíricamente de acuerdo con el grado de fibrosis del tejido y la actividad enzimática de los medios de comunicación. Esto también es válido para el grado de fuerza mecánica aplicada manualmente a la cámara de Ricordi. Así, para obtener un rendimiento islote bien, el protocolo se realiza mejor por un científico dedicado o asistente técnico. El fracaso inicial de la norma es menos que el equipo ya tiene experiencia en el aislamiento de los islotes.
Hay diferencias fundamentales entre el protocolo de aislamiento de islotes y el método estándar de aislamiento de islotes humanos: 1) A pesar de que el uso de tejido pancreático sometido a varias horas de isquemia durante el procedimiento quirúrgico, éstos son procesados inmediatamente en el sitio. Esto está en contraste con páncreas explantados de donantes con muerte cerebral para el trasplante de páncreas / islote, que siguen siendo isquémica por varias horas durante la asignación y entrega a la instalación de aislamiento de islotes. 2) Se inyecta colagenasa directamente en el tejido pancreático, mientras que el protocolo estándar para infundir en el conducto pancreático. 3) Se separan los islotes mediante un gradiente de Ficoll discontinuo en vez de recoger los islotes a partir de un gradiente de Ficoll continua usando un procesador celular COBE.
En los casos en que la pieza quirúrgica es demasiado fibroso o escasos para el aislamiento de un número suficiente de islotes, el tejido todavía pueden ser recuperados por microdisección de captura láser (LCM) 10. Esto permite que los datos de expresión genética para recuperarse de prácticamente todas las muestras, aunque el aislamiento de islotes falla o el rendimiento es muy bajo. Desafortunadamente, la LCM no produce las células vivas para estudios funcionales y su cantidad suele ser insuficiente para el análisis proteómico. Por lo tanto, con LCM en paralelo con nuestro protocolo de digestión con colagenasa para recuperar los islotes puede ser la forma más eficaz de procesar las muestras quirúrgicas.
En la recogida de tejidos para el aislamiento de los islotes de pancreatectomías parcial, es importante examinar cuidadosamente la historia clínica del paciente y su estado metabólico. Un paciente parcialmente pancreatectomized podrían verse afectados por diabetes tipo 3c, es decir, diabetes secundarias a la enfermedad del páncreas que conduce a la cirugía 6. De los 43 pacientes participantes que se sometieron a esta cirugía en nuestro departamento en el 2010, 32 eran no diabéticos, 5 fueron afectados por diabetes tipo 2 y 6 tenían diabetes tipo 3c. Estos datos concuerdan con estudios anteriores que señalaban que el metabolismo de la glucosa y diabetes en una fracción considerable de pacientes que sufren de cáncer de páncreas o pancreatitis crónica 6. Hemos considerado la diabetes de origen primario, si se le diagnosticó al menos un año antes de la aparición de los síntomas que conducen a la cirugía pancreática 7. Los niveles de anticuerpos contra los islotes autoantígenos también debe medirse para evaluar la posibilidad de un origen autoinmune de la diabetes 8. Debido a que un paciente sometido a pancreatectomía podría sufrir de diabetes no diagnosticada o ser intolerantes a la glucosa, los pacientes no diabéticos, se debe dar una prueba de sobrecarga oral de glucosa antes de la pancreatectomía 9.
The authors have nothing to disclose.
Queremos agradecer a nuestros colegas de muchos de los que siempre ayuda, consejo y aporte fundamental en las distintas etapas del proyecto. La producción de este artículo contó con el apoyo de vídeo, con fondos del Ministerio Alemán de Educación e Investigación (BMBF) para el Centro Alemán de Investigación de la Diabetes (DZD, http://www.dzd-ev.de ), IMIDIA ( http://www . imidia.org ) y el Hospital Universitario Carl Gustav Carus en la Universidad de Tecnología de Dresde. La investigación que lleva a estos resultados ha recibido financiación del Programa de la Comunidad Europea Séptimo Programa Marco (FP7/2007-2013) para la Iniciativa de Medicamentos Innovadores en el acuerdo de subvención n ° 115005.
Name | Company | Catalogue number |
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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