L’obiettivo del presente protocollo è quello di dimostrare alla coltura delle cellule (RPE) epiteliale del pigmento retinico sulla membrana di Bruch umano invecchiato e/o malate. Questo metodo è adatto per studiare il comportamento delle cellule RPE su una matrice extracellulare compromessa.
Oltre a vitamine e antiossidanti consigliati dallo studio di malattia dell’occhio relativa all’età, non esiste nessuna terapia efficace per “secca” o atrofica età degenerazione maculare senile (AMD) che rappresenta il 90% dei casi. Sono necessarie terapie per rallentare o ritardare lo sviluppo di atrofia geografica (GA), e capire la patologia della membrana di Bruch è parte di questo processo. Alterazioni nella membrana di Bruch umano precedono la progressione di AMD contribuendo al danno di epiteliale del pigmento retinico (RPE) cellule. Data la mancanza di sufficienti modelli animali per lo studio di AMD, modelli ex vivo della membrana di Bruch umano invecchiato servono come un utile strumento per studiare il comportamento delle cellule RPE da immortalato e linee cellulari primarie come pure RPE linee derivate da staminali pluripotenti indotte cellule (iPSCs). Qui, presentiamo un metodo dettagliato che permette di determinare gli effetti del comportamento delle cellule RPE seminate su espianti di membrana di Bruch umano raccolto da donatori umani, compreso l’allegato, apoptosi e proliferazione, capacità di phagocytize del fotoricettore esterno segmenti, istituzione di polarità e l’espressione genica. Questo test fornisce un modello ex vivo della membrana di Bruch invecchiato per valutare le caratteristiche funzionali delle cellule RPE quando seminato sulla matrice extracellulare invecchiato/compromessa.
Età-correlate cambiamenti strutturali alla membrana di Bruch umana, che è causata da molti fattori, tra cui nitrosativo e stress ossidativo, esercita molteplici effetti deleteri sulla funzione del pigmento retinico epiteliale (RPE) cellule e contribuisce alla patologia di degenerazione maculare senile (AMD)1,2,3,4,5,6,7,8,9 . Quando si considera la terapia sostitutiva delle cellule per avanzate AMD atrofica o atrofia geografica, trattamento richiederà probabilmente il trapianto di cellule su un letto di atrofia delle cellule RPE. Cambiamenti età-correlati all’interno della membrana di Bruch umana possono influenzare negativamente il successo degli innesti di cellule RPE trapiantati, dato il danno alla matrice extracellulare6,9,10,11 , 12 , 13 , 14 , 15 , 16 , 17 , 18 , 19 , 20 , 21 , 22. Investigating umani biologia della membrana di Bruch e come i mutamenti strutturali all’interno della matrice contribuire alla progressione di AMD sono fondamentali per comprendere la patologia della malattia. Così, c’è una necessità critica per gli investigatori nel campo degli occhi legate all’età di sviluppare protocolli che descrivono la raccolta di ex vivo della membrana di Bruch umano invecchiato e/o malate.
Storicamente, è stato difficile ai disordini relativi all’età di modello quali atrofia geografica e membrana di Bruch umana a un invecchiato in animali23. Questa difficoltà nasce da molteplici fattori tra cui la longevità degli esseri umani rispetto ai roditori e altre specie frequentemente utilizzato per malattia di modellazione, come pure la mancanza di un macula nella maggior parte dei vertebrati24. Il vantaggio del metodo descritto qui è che le cellule possono essere testate direttamente sulla membrana di Bruch estratta dal post mortem occhi di persone malate o invecchiati. L’obiettivo generale di questo articolo è fornire una metodologia dettagliata per un modello ex vivo della membrana di Bruch umano invecchiato e/o malati, tra cui l’isolamento di umano di Bruch membrana espianti da donatori umani e la semina di RPE cellule per esperimenti a valle. Questo modello può servire come un modello pertinente di studiare il contributo di danni di matrice extracellulare RPE cellulare funzione e patologia20,25,26,27,28.
Membrana di Bruch umano invecchiato (matrice extracellulare) contribuisce alla progressione della malattia di AMD e così c’è una necessità di capire come questa matrice alterata contribuisce alla disfunzione delle cellule RPE. Data la mancanza di sufficienti modelli animali per studiare i cambiamenti relativi all’età in AMD, ex vivo sistemi modello che imitano gli effetti della malattia possono servire come uno strumento prezioso per capire la patofisiologia. La metodologia descritta in questo manoscritto può essere utilizzata per isolare costantemente umano espianti di membrana di Bruch e cultura RPE cellule, tra cui linee di cellule RPE primarie, immortalate o derivati da cellule staminali.
Come accennato in precedenza, espianti di membrana di Bruch umano provengono dal NDRI. Un protocollo è stabilito con NDRI che specifica i criteri stabiliti per gli occhi del donatore essere accettabile. Ad esempio, i donatori non devono avere nessun malattie conosciute della retina degli occhi, occhi/globi vengono recuperati all’interno di 10 h dopo la morte e globi arrivano in laboratorio entro 48 h dopo la morte (tramite consegna pacchetto durante la notte sul ghiaccio). Specificare la fascia di età appropriata e il numero di occhi necessari per l’analisi statistica dello studio, ad es., cinque paia di globi da donatori fra le età di 20-49 anni e cinque paia di globo da donatori di età compresa tra i 50-89 anni.
La disponibilità dei globi occhio varia, generalmente una media di dieci paia di globi disponibili ogni mese. Il pacchetto di occhio arriva con informazioni di base, de-identificato donatore: età, razza, tempo di morte, causa di morte e breve anamnesi passata (profilo di malattia o comorbidità).
La cosa più importante, raccolta espianti di membrana di Bruch umana richiede la rimozione del segmento anteriore dell’occhio e vitreo, permettendo per l’isolamento del complesso coroide membrana di Bruch RPE. Una volta isolata la membrana di Bruch, cellule RPE possono essere seminate sugli espianti acellulare alle concentrazioni variabili e coltivate per esperimenti a valle. La preparazione e la manipolazione procedurali come descritto nel presente documento è critica, prestando attenzione all’orientamento della membrana di Bruch isolato per assicurarsi che la superficie laminare è rivolto-up pur non toccando la superficie meccanicamente per evitare di danneggiare il struttura di superficie della matrice extracellulare.
Si deve anche osservare che quando si utilizzano sistemi di espianto della membrana di Bruch, ci sono alcune variabili che potrebbero influenzare i risultati di esperimenti a valle come sfondo genomica dei donatori individuali, età della membrana di Bruch, o tempo post mortem di Bruch membrana e la posizione della membrana di Bruch, vale a dire., centrale o periferico parte degli espianti di membrana di Bruch. Come con qualsiasi altro studio di tessuti umani, uno deve reclutare il numero di esempio appropriato donatore occhio per avere la necessaria potenza statistica e abbinare età dell’occhio donatore se appropriato. Stabilire criteri rigorosi per l’accettazione di occhi da banche degli occhi è un parametro critico. Accettano solo gli occhi che sono enucleated meno di 10 h post mortem e che preparazione della membrana di Bruch possa essere raccolte entro 24-48 h dopo la morte. Il sito del nervo ottico può essere utilizzato come un indicatore per l’orientamento e utilizzare le stesse posizioni per sperimentale e di controllo di gruppi di studio. Attraverso queste misure, uno può ridurre al minimo la variabilità sperimentale.
In sintesi, comprensione del complesso coroide membrana di Bruch RPE e come essa è influenzata dall’età e la malattia è fondamentale per comprendere il suo contributo alla patofisiologia di AMD. Sistemi di modello che impiegano tecniche di ex vivo sono uno strumento prezioso per studiare questi effetti utilizzando tessuto umano. Qui, descriviamo una metodologia che si avvale di espianti di donatore umano come un modello di rilevanti ex vivo della membrana di Bruch invecchiato. Questa tecnica permette di utilizzare la membrana di Bruch umano invecchiato e/o malato come uno strumento di ricerca per studiare come i mutamenti strutturali all’interno della matrice può influenzare sovrapponendo RPE comportamento cellulare compreso di espressione genica, la proliferazione e allegato25 , 27. lo sviluppo di sistemi simili ex vivo modello sarà avanzare la nostra comprensione di AMD e facilitare lo sviluppo di nuove opzioni terapeutiche.
The authors have nothing to disclose.
Questa ricerca è supportata dalla ricerca per prevenire la cecità, New York, www.rpbusa.org e il maggiore centro di New York per retinica degenerativa malattia Foundation Fighting cecità, www.blindness.org. Gli autori vorrei ringraziare Luanna Bartholomew, pH.d., per la sua revisione critica di questo manoscritto.
Human donor globes | National Disease Research Interchange, NDRI | ||
Dulbecco's modified eagle medium (DMEM) | Thermo Fisher Scientific | 11995-065 | |
Carbon-dioxide independent media | Thermo Fisher Scientific | 18045-088 | |
60-mm polystyrene petri dish | Corning Inc. | 351007 | |
Dulbecco's phosphate buffered saline, PBS | Thermo Fisher Scientific | 14190144 | |
Hydrophobic 65 µm-thick polytetrafluoroethylene membrane with 0.2 µm pores | Merck Millipore | JGWP04700 | |
Fisherbrand glass microanalysis vacuum filter holder system | Thermo Fisher Scientific | 09-753-102 | |
Agarose | Sigma-Aldrich | A2576-5G | |
35 × 10mm culture dish | VWR International | 25373-041 | |
Trephine | Accutome | AM0570 60 | |
96 well plate | Corning Inc. | 3595 | |
Minimum essential media (MEM) | Thermo Fisher Scientific | 11095-080 | |
Penicillin G | Sigma-Aldrich | P3032-1MU | |
Streptomycin | Sigma-Aldrich | S6501 | |
Gentamicin | Sigma-Aldrich | G1914 | |
Amphotericin B | Sigma-Aldrich | 1397-89-3 | |
Ammonium hydroxide solution | Sigma-Aldrich | 1336-21-6 |