News

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 wykorzystuje się 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 metodę 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 zostało 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, np. stłuczeniem. 


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 mają 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 mają 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 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