O objetivo do presente protocolo é demonstrar que o cultivo de pigmento retinal (RPE) as células epiteliais na membrana envelhecido e/ou doentes humanos de Bruch. Este método é adequado para estudar o comportamento de células RPE em uma matriz extracelular comprometido.
Além de vitaminas e antioxidantes recomendados no estudo de doenças de olho Age-Related, não há nenhuma terapia eficaz para “seca”, ou atrófica relacionadas com a idade degeneração macular (DMRI) que representa 90% dos casos. Terapias são necessários para diminuir ou retardar o desenvolvimento de atrofia geográfica (GA), e compreender a patologia de membrana de Bruch é parte deste processo. Alterações na membrana de Bruch humano precedem a progressão da AMD, contribuindo para o dano do pigmento da retina epitelial (RPE) células. Dada a falta de modelos animais suficientes para estudar AMD, modelos ex vivo da membrana de Bruch humano envelhecido servem como uma ferramenta útil para estudar o comportamento de células RPE de imortalizado e linhas de célula primária, bem como as linhas RPE derivado de tronco pluripotentes induzidas células (iPSCs). Aqui, apresentamos um método detalhado que permite determinar os efeitos do comportamento de células RPE semeado em explantes de membrana de Bruch humano colhidos de doadores humanos, incluindo o anexo, apoptose e proliferação, capacidade de phagocytize fotorreceptoras exterior segmentos, estabelecimento de polaridade e expressão gênica. Este ensaio fornece um modelo ex vivo da membrana de Bruch envelhecido para avaliar as características funcionais das células RPE quando semeado na matriz extracelular envelhecido/comprometida.
Mudanças estruturais relacionadas com a idade, a membrana de Bruch humano, que é causado por muitos fatores, incluindo nitrosative e estresse oxidativo, exerce vários efeitos deletérios sobre a função do pigmento retinal (RPE) epitelial células e contribui para o patologia de degeneration macular age-related (AMD)1,2,3,4,5,6,7,8,9 . Ao considerar a terapia de reposição celular para avançados AMD atrófica ou atrofia geográfica, o tratamento provavelmente exigirá o transplante de células em uma cama de atrofia de células RPE. Alterações relacionadas com a idade, dentro da membrana de Bruch humano podem afetar adversamente o sucesso dos enxertos de células RPE transplantados, dado o dano para a matriz extracelular6,9,10,11 , 12 , 13 , 14 , 15 , 16 , 17 , 18 , 19 , 20 , 21 , 22. investigação humano biologia membrana de Bruch e como as mudanças estruturais dentro da matriz de contribuir para a progressão de AMD é vital para a compreensão de patologia da doença. Assim, há uma necessidade crítica para os investigadores no campo olhos relacionada à idade para desenvolver protocolos que descrevem a colheita ex vivo da membrana envelhecido e/ou doentes humanos de Bruch.
Historicamente, tem sido difícil para doenças relacionadas à idade, modelo como atrofia geográfica e membrana de Bruch humano um envelhecido em animais23. Essa dificuldade decorre de múltiplos fatores, incluindo a longevidade dos seres humanos em comparação com roedores e outras espécies frequentemente usados para doença de modelagem, bem como a falta de uma mácula na maioria dos vertebrados,24. A vantagem do método descrito neste documento é que as células podem ser testadas diretamente na membrana de Bruch, extraída do post mortem olhos de indivíduos de idade e/ou doentes. O objetivo geral deste artigo é fornecer uma metodologia detalhada para um modelo ex vivo da membrana envelhecido e/ou doentes humanos de Bruch, incluindo o isolamento de Bruch humano membrana explants de doadores humanos e a semeadura de RPE células para experimentos a jusante. Este modelo pode servir como um modelo relevante para investigar a contribuição dos danos da matriz extracelular na RPE celular função e patologia20,25,26,,27,28.
Membrana de Bruch humano envelhecido (matriz extracelular) contribui para a progressão da doença da AMD e, portanto, há uma necessidade de compreender como esta matriz alterada contribui para disfunção de célula RPE. Dada a falta de modelos animais suficientes para estudar as alterações relacionadas à idade na AMD, ex vivo modelo sistemas que imitam os efeitos da doença podem servir como uma ferramenta valiosa para entender a fisiopatologia. A metodologia descrita neste manuscrito pode ser usada para isolar consistentemente humano explants de membrana de Bruch e células de cultura RPE, incluindo linhas de célula primárias, imortalizadas ou células-tronco derivadas RPE.
Como mencionado anteriormente, explantes de membrana de Bruch humano são originados do NDRI. Um protocolo é estabelecido com NDRI que especifica os critérios definidos para os olhos do doador ser aceitável. Por exemplo, os doadores não devem ter nenhum conhecido Oftalmopatias retinal, olhos/globos são recuperados até 10 horas após a morte e globos chegam no laboratório dentro de 48h após a morte (através de entrega de pacotes durante a noite no gelo). Especificar a faixa etária adequada e o número de olhos necessários para a análise estatística do estudo, por exemplo., cinco pares de globos de doadores entre as idades de 20 a 49 anos e cinco pares de globo de doadores entre as idades de 50-89 anos.
A disponibilidade dos globos olho varia, geralmente em média dez pares de globos disponíveis a cada mês. O pacote de olho chega com informações básicas, eliminação identificado doador: idade, raça, hora da morte, causa da morte e breve histórico médico (listagem de doença ou comorbidades).
Mais importante ainda, colheita de explantes de membrana de Bruch humano requer a remoção do segmento anterior do olho e vítreo, permitindo o isolamento do complexo de coroide-membrana de Bruch-RPE. Uma vez que a membrana de Bruch é isolada, as células RPE podem ser propagadas para os explantes acelulares em diferentes concentrações e cultivadas para experimentos a jusante. A preparação e manipulação processual conforme descrito neste documento é crítico, prestando atenção à orientação da membrana de Bruch o isolado para se certificar da superfície laminais é voltado para-up enquanto não tocar a superfície mecanicamente, para evitar danificar o estrutura de superfície da matriz extracelular.
Também deve ser notado que, ao usar sistemas de explante de membrana de Bruch, existem algumas variáveis que poderiam afetar os resultados das experiências a jusante, tais como fundo de genômica de doadores individuais, idade da membrana de Bruch, ou tempo após a morte de Bruch membrana e a localização da membrana de Bruch, i. e., central ou periférica parte de explantes de membrana de Bruch. Como com qualquer outro estudo de tecido humano, deve-se recrutar o número de amostra de olho doador adequado para ter o necessário poder estatístico e coincidir com a idade de olho do doador se for o caso. Estabelecer critérios rigorosos para a aceitação de olhos de bancos de olhos é um parâmetro crítico. Só aceitam os olhos que são enucleado menos de 10h após a morte e que preparação de membrana de Bruch pode ser colhida dentro de 24-48 h após a morte. O site do nervo óptico pode ser usado como um marcador para orientação e usar os mesmos locais para experimental e controlar grupos de estudo. Ao tomar essas medidas, pode-se minimizar variabilidade experimental.
Em resumo, a compreensão do complexo coroide-membrana de Bruch RPE- e como é afetado pela idade e a doença é fundamental para compreender a sua contribuição para a fisiopatologia da AMD. Sistemas modelo que empregam técnicas de ex vivo são uma ferramenta valiosa para investigar esses efeitos usando o tecido humano. Aqui, descrevemos uma metodologia que emprega explantes de doador humano como modelo de membrana de Bruch envelhecido relevantes ex vivo . Esta técnica permite a utilização da membrana envelhecido e/ou doentes humanos de Bruch como uma ferramenta de pesquisa para investigar como as mudanças estruturais dentro da matriz pode afetar sobrepondo RPE comportamento celular, incluindo anexos, proliferação e gene expressão25 , 27. desenvolvimento bem sucedido de sistemas similares do ex vivo modelo favorecerá a nossa compreensão da AMD e facilitar o desenvolvimento de novas opções terapêuticas.
The authors have nothing to disclose.
Esta pesquisa é suportada pela pesquisa para evitar cegueira, Nova York, www.rpbusa.org e o maior centro de Nova York para retiniana degenerativa doença Fundação combate cegueira, www.blindness.org. Os autores gostaria agradecer Luanna Bartholomew, pH.d., para sua revisão crítica deste manuscrito.
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 |