02-09-2017

Tysiące preparatów w zasobach AZON-u

Około 2,5 tysiąca preparatów tkankowych zostanie zdigitalizowanych i udostępnionych w ramach Atlasu Zasobów Otwartej Nauki (AZON) - platformy internetowej, która powstaje w Centrum Wiedzy i Informacji Naukowo-Technicznej Politechniki Wrocławskiej. Materiały przygotowują właśnie pracownicy Zakładu Histologii i Embriologii Uniwersytetu Medycznego we Wrocławiu, który jest jednym z partnerów projektu.


- Materiał, na którym pracujemy stanowią ludzkie tkanki pobrane podczas zabiegów operacyjnych oraz drobnych procedur chirurgicznych. Pozyskany materiał musi zostać odpowiednio przygotowany, aby można było go oglądać w dużym powiększeniu, pod mikroskopem – mówi dr Christopher Kobierzycki, adiunkt w Zakładzie Histologii i Embriologii wrocławskiego Uniwersytetu Medycznego.


Sposobów preparatyki jest wiele. Natomiast najczęściej wykorzystywane jest zabezpieczanie materiału w postaci bloczków parafinowych. Pobrana tkanka jest transportowana w formalinie, która zatrzymuje procesy degradacji, a następnie umieszczana w płynnej parafinie, która tężejąc utwardza tkankę. Przygotowany w ten sposób bloczek parafinowy stanowi dobrą formę archiwizacji materiału jak również nadaje się do dalszego procesowania. Przy użyciu mikrotomu, urządzenia porównywanego do precyzyjnej krajalnicy, bloczek skrawany jest na cienkie, kilku-mikrometrowe plastry/skrawki.


- Następnie materiał nakłada się na szkiełko podstawowe oraz wykorzystuje się różne barwniki w celu uzyskania kontrastu pomiędzy elementami tkanek – opowiada naukowiec. Rutynowo, dla uwidocznienie mikroarchitektury badanej tkanki używa się hematoksyliny i eozyny. Hematoksylina barwi jądra komórkowe na kolor niebieski, a eozyna cytoplazmę i substancję pozakomórkową na różowo/czerwono. Ostatnim etapem jest tzw. „zamknięcie preparatu”, którego dokonuje się poprzez nałożenie szkiełka nakrywkowego na podbarwiony i osadzony na szkiełku podstawowym preparat.


- Przedstawiona technika stanowi najbardziej podstawową metoda przygotowania preparatów tkankowych do badania histopatologicznego – mówi dr Kobierzycki. Dodaje, że przygotowany w opisany powyżej sposób preparat jest chemicznie i biologicznie zabezpieczony ale jest narażony na stłuczenie.


W zakładzie zarchiwizowanych wiele bloczków parafinowych wraz z danymi kliniczno-patologicznymi pacjentów, od których pobrany został materiał stanowiący zasób. Digitalizowanie wykonanych preparatów histopatologicznych umożliwia precyzyjną ocenę materiału tkankowego oraz zabezpiecza go przed zniszczeniem, w formie stłuczenia. 


Wrocławscy naukowcy wykorzystują również technikę mikromacierzy tkankowych, która umożliwia  tworzenie tzw. „bibliotek tkankowych”.


- Stara zasada preparatyki histologicznej mówi, że w jednym bloczku parafinowym mamy zabezpieczony jeden rodzaj materiału. Obecnie technologia mikromacierzy pozwala,  na tworzenie bloczków a następnie szkiełek z licznymi skatalogowanymi zmianami. Za pomocą specjalnych grubych igieł zwanych sztancami z obszarów referencyjnych „bloczków dawców” pobiera się materiał i przenosi do uprzednio przygotowanego „bloczka biorcy”. W ten sposób, zależnie od średnicy użytej do preparatyki sztancy uzyskiwany jest pojedynczy bloczek/mikromacierz tkankowa z 50, 80 a nawet 100 różnych przypadków. Dzięki takiej metodyce uzyskujemy standaryzację warunków prowadzonego eksperymentu, znaczącą oszczędność odczynników jak również ocena materiału jest dużo łatwiejsza, szybsza i bardziej powtarzalna – tłumaczy naukowiec.


Zespół z Zakładu Histologii i Embriologii, który przygotowuje preparaty dla projektu AZON, liczy 8 osób. Do przygotowania ma ok. 2,5 tysiąca preparatów tkankowych, które zostaną udostępnione na platformie internetowej.


- Zdigitalizowane preparaty mają być wykorzystywane zarówno przez osoby zawodowo związane z badaniami histopatologicznymi, jak również mają mieć walor popularno – naukowy. Mają trafić do osób, które nie posiadają jeszcze wiedzy pozwalającej różnicować jednostki chorobowe, ale chcą np. pooglądać prawidłową mikroarchitekturę poszczególnych narządów – opowiada dr Kobierzycki.

Wyjaśnia, że wrocławscy naukowcy wiedzą jak to zrobić. Prowadząc zajęcia ze studentami początkowych lat, potrafią dotrzeć do osób, które posiadają podstawowe przygotowanie z zakresu nauk biologicznych.


W zasobach AZON-u będzie można znaleźć zdjęcia zarówno tkanek prawidłowych, jak i patologicznie zmienionych, przede wszystkim nowotworowo. Planowane jest wykorzystanie kilku metod badawczych, w tym topograficznego barwienia hematoksyliną i eozyną, mikromacierzy tkankowych, mikroskopii elektronowej oraz techniki immunohistochemii i immunofluorescencji, w celu uzyskania zróżnicowanego zbioru.


Według dr Kobierzyckiego pierwszym etapem digitalizacji preparatów jest dobór materiałów, które wydają się być interesujące. Następnie rutynowa lub specjalistyczna metodyka i finalnie ocena, czy wybrany materiał wygląda reprezentatywnie i czy nadaje się do AZON-u.


- Obecnie jesteśmy na etapie tworzenia preparatów tkanek prawidłowych oraz generowania podstawowej puli tkanek patologicznych, następnie z części tych preparatów zostanie przygotowana mikromacierz tkankowa. Najliczniejszą pulę preparatów będą stanowić tkanki z wykonanymi reakcjami immunohistochemicznymi (obrazowanie z wykorzystaniem markerów nowotworowych),  ponieważ tę metodykę najczęściej wykorzystuje się w diagnostyce onkologicznej – dodaje dr Kobierzycki.

Na zdjęciu: Mikromacierz tkankowa złożona z preparatów gruczolakoraka płuc; immunohistochemiczna reakcja jądrowa na białko TTF-1. Reakcje immunohistochemiczne oraz barwienie HE wykonane przez dr Aleksandrę Piotrowską.

Zdjęcie wykonane przez mgr inż. Natalię Glatzel-Plucińską