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Method Article
* Estos autores han contribuido por igual
Este manuscrito presenta un protocolo para la preparación histológica de láminas a partir de globos oculares de roedores. Con el método propuesto, la retina interna puede visualizarse y evaluarse fácilmente bajo un microscopio óptico. El procedimiento se presenta para los globos oculares de ratones y ratas.
Un globo ocular de roedor es una herramienta poderosa para investigar los mecanismos patológicos de muchas enfermedades oftálmicas, como el glaucoma, la retinopatía hipertensiva y muchas más. Los experimentos preclínicos permiten a los investigadores examinar la eficacia de nuevos fármacos, desarrollar nuevos métodos de tratamiento o buscar nuevos mecanismos patológicos implicados en la aparición o progresión de la enfermedad. Un examen histológico proporciona mucha información necesaria para evaluar los efectos de los experimentos realizados y puede revelar degeneración, remodelación de tejidos, infiltración y muchas otras patologías. En la investigación clínica, rara vez hay posibilidades de obtener tejido ocular adecuado para un examen histológico, por lo que los investigadores deben aprovechar la oportunidad que ofrece el examen de los globos oculares de los roedores. Este manuscrito presenta un protocolo para la preparación histológica de secciones de globos oculares de roedores. El procedimiento se presenta para los globos oculares de ratones y ratas y consta de los siguientes pasos: (i) recolección del globo ocular, (ii) preservación del globo ocular para su posterior análisis, (iii) procesamiento del tejido en parafina, (iv) preparación de portaobjetos, (v) tinción con hematoxilina y eosina, (vi) evaluación del tejido bajo un microscopio óptico. Con el método propuesto, la retina puede visualizarse fácilmente y evaluarse en detalle.
El globo ocular es una estructura en forma de globo que constituye el órgano de la vista. El interior del globo ocular se puede dividir en dos segmentos: el segmento anterior, que incluye la córnea, el iris, el cuerpo ciliar, el cristalino, la cámara anterior y la cámara posterior, y el segmento posterior, que incluye el cuerpo vítreo, la retina, la coroides, la esclerótica y la cabeza del nervio óptico. La cámara anterior se encuentra entre la córnea y el iris 1,2. El iris es una estructura circular con una abertura en el centro llamada pupila. En la unión de la córnea y el iris, se encuentra el ángulo de drenaje, donde un sistema especializado de trabéculas drena el humor acuoso del globo ocular al sistema venoso. La cámara posterior está unida por el iris, el cuerpo ciliar y el cristalino, así como por los ligamentos suspensorios que mantienen el cristalino en su lugar. Detrás del cristalino se encuentra el cuerpo vítreo, que es la estructura más grande del globo ocular. El cuerpo vítreo se adhiere a la retina y estabiliza su posición. La retina está rodeada por la coroides y la esclerótica1. La anatomía del globo ocular se resume en la Figura 1.
La pared del globo ocular está constituida por tres capas. La capa más externa es la esclerótica, que protege el globo ocular de lesiones y mantiene su forma. En el polo anterior del globo ocular, la esclerótica se convierte en una córnea transparente. Debajo de la esclerótica, hay una estructura vascular llamada úvea, cuya función principal es nutrir las estructuras del ojo. La úvea forma la coroides, y dentro del polo anterior, el cuerpo ciliar y el iris1. La capa más interna es la retina, que es una estructura altamente especializada del ojo, formada por neuronas, células gliales y células epiteliales pigmentarias. Las neuronas de la retina incluyen las células fotorreceptoras (bastones y conos), las células horizontales, las células bipolares, las células amacrinas y las células ganglionares de la retina (RGC). Estas células están organizadas en capas complejas, y su función es recibir y procesar estímulos luminosos 2,3. Las células gliales de la retina comprenden las células de Müller, los astrocitos y la microglía, que están presentes en todas las capas de la retina. Las muchas funciones de las células gliales incluyen la nutrición de las neuronas, el apoyo de la barrera hematorretiniana, el soporte estructural de las neuronas para mantener la estructura estratificada de la retina, la regulación del metabolismo de las neuronas, la secreción de proteínas biológicamente activas que regulan el funcionamiento, el crecimiento y la supervivencia de las neuronas, y la regulación de los procesos inmunológicos dentro de la retina. Las células epiteliales pigmentarias forman la capa más externa de la retina y actúan como una barrera entre la coroides y los fotorreceptores. Estas células regulan el transporte bidireccional de productos de desecho y nutrientes y también protegen la retina del daño excesivo inducido por la luz al absorber la energía lumínica y neutralizar las especies reactivas de oxígeno generadas por la luz5.
La retina se puede dividir en diez capas: (i) el epitelio pigmentario de la retina, (ii) la capa del segmento fotorreceptor (bastones y conos), (iii) membrana limitante externa (ELM), (iv) capa nuclear externa (ONL), (v) capa plexiforme externa (OPL), (vi) capa nuclear interna (INL), (vii) capa plexiforme interna (IPL), (viii) capa de células ganglionares (GCL), (ix) capa de fibra nerviosa de la retina (RNFL), y (x) membrana limitante interna (ILM)2. Las capas nucleadas de la retina incluyen ONL, INL y GCL, mientras que las capas con conexiones sinápticas entre células incluyen OPL e IPL6. Los núcleos de bastones y conos forman la ONL, y sus axones se extienden hacia la OPL, donde se conectan a las dendritas de las células bipolares y horizontales. Dentro del INL se localizan los núcleos de células horizontales, bipolares y amacrinas. Dentro de la IPL, los terminales axónicos de las células bipolares y amacrinas hacen sinapsis con las dendritas de las RGC. Dentro del GCL, las RGC constituyen la mayoría de los cuerpos celulares, pero también se pueden encontrar allí algunas células amacrinas dislocadas. Los axones de las RGC forman el RNFL y, además, el nervio óptico 7,8,9.
Muchas enfermedades oftálmicas, como los trastornos neurodegenerativos de la retina, conducen a la ceguera irreversible e incurable10. La visión es considerada uno de los sentidos más importantes11, y la ceguera permanente reduce significativamente la calidad de vida del paciente. Para mejorar la comprensión de los mecanismos patológicos de muchas enfermedades, se realiza una amplia investigación preclínica con cultivos celulares o modelos animales. Los estudios preclínicos con animales de experimentación ofrecen la oportunidad de evaluar los mecanismos patológicos subyacentes a las enfermedades oculares y desarrollar nuevas estrategias terapéuticas. Las enfermedades oculares se pueden modelar tanto en animales grandes (monos, vacas, perros y gatos) como en animales pequeños (conejos, ratas, ratones y peces cebra). El uso de animales más grandes permite un mejor acceso al ojo debido a su tamaño. Por otro lado, los experimentos realizados con roedores, debido a su reproducción relativamente rápida, permiten la cría de cepas endogámicas caracterizadas por la susceptibilidad a ciertas enfermedades12,13.
En modelos animales, es posible la enucleación, que permite realizar un examen histopatológico detallado del globo ocular, con la evaluación de patologías menores que aparecen en estructuras particulares del ojo durante el desarrollo de la enfermedad, un examen que se puede realizar muy raramente entre los humanos. La evaluación histopatológica es una herramienta extremadamente valiosa en la investigación de los mecanismos patológicos de los trastornos oculares. En la literatura publicada, las descripciones de la metodología para el examen histológico de los globos oculares son muy limitadas y faltan guías paso a paso, lo que dificulta la recreación para los principiantes. Este estudio tiene como objetivo proporcionar un método simple y conciso para preparar portaobjetos histológicos y evaluar la retina de ratas y ratones.
La investigación se realizó de acuerdo con los lineamientos institucionales. Los globos oculares utilizados en este estudio se obtuvieron de animales incluidos en un experimento realizado sobre la base del número de aprobación del estudio WAW2/122/2020 emitido por el2º Comité de Ética Local de la Universidad de Ciencias de la Vida de Varsovia en Varsovia, Polonia. Nuestro protocolo se desarrolló examinando ratones de 11 y 44 semanas y ratas de 6, 12 y 16 semanas.
1. Preparación de los globos oculares del ratón
NOTA: Este protocolo presenta el método de preparación de secciones de globos oculares de ratón y se desarrolló utilizando globos oculares recolectados de: ratones hembra C57Bl/6 de 11 semanas de edad (peso promedio de 21 g), ratones hembra C57Bl/6 de 44 semanas (peso promedio de 25 g), ratones hembra DBA/2 de 11 semanas (peso promedio de 21,5 g) y ratones hembra DBA/2 de 44 semanas con glaucoma (peso promedio de 25 g).
2. Preparación de la sección de globos oculares de rata y montaje de la corredera
NOTA: Este protocolo presenta el método de preparación de secciones de globos oculares de rata y se desarrolló utilizando los globos oculares recolectados de: ratas SHR macho de 6 semanas (peso promedio de 115,5 g), ratas SHR macho de 12 semanas con hipertensión arterial (peso promedio de 262,5 g), ratas WKY macho de 6 semanas (peso promedio de 143,5 g), ratas WKY macho de 12 semanas (peso promedio de 265 g), ratas Lewis macho de 12 semanas (peso promedio 310 g), y ratas Lewis macho de 16 semanas con diabetes mellitus inducida (peso promedio 259 g).
3. Evaluación de las secciones del globo ocular
Con el uso del protocolo presentado, se puede evaluar en detalle la anatomía y morfología de estructuras específicas del globo ocular. Nuestro equipo se centra en investigar los mecanismos patológicos de la neurodegeneración en los trastornos de la retina, como el glaucoma, la retinopatía diabética y la retinopatía hipertensiva. Para evaluar las características de la neurodegeneración en la retina, evaluamos el RT (globo ocular de ratón -Figura 2,...
Un examen histológico del globo ocular de ratón y rata es una herramienta poderosa en el campo de la oftalmología experimental. Puede proporcionar nueva información relacionada con los cambios en las estructuras oculares en el curso de enfermedades oftálmicas, que de otro modo no se observarían en entornos clínicos. Los protocolos descritos presentan un método sencillo para realizar un análisis histológico de la retina. Las sutilezas del procedimiento necesario para procesar lo...
Los autores declaran no tener ningún conflicto de intereses.
El trabajo, que incluyó ratas, fue financiado como parte del proyecto TIME 2 MUW - excelencia docente como oportunidad para el desarrollo de la Universidad Médica de Varsovia cofinanciado por el Fondo Social Europeo en el marco del Programa Operativo Desarrollo de la Educación del Conocimiento para 2014-2020, el número del acuerdo de cofinanciación: POWR.03.05.00-00-Z040/18-00. El trabajo, que incluyó ratones, se llevó a cabo como parte de un proyecto implementado en los años 2020 a 2022, financiado por una subvención para la ciencia obtenida por la Universidad Médica de Varsovia.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Acetone | Chempur | 111024800 | |
Dumont Tweezers #5, 11cm, 0.05 x 0.01mm Tips | World Precision Instruments | 14095 | small, microsurgical forceps |
Eosin | Mar-Four | 4P.05.2001/L | Aqueous solution |
Ethyl alcohol 96 % | Chempur | CH.ET.AL.96%CZDA.CH | |
Ethyl alcohol 99.9 % | Chempur | CH.ETYL.ALK.99,9%BW | Use to prepare 70% and 80% solutions of EtOH |
Glacier - 86 °C Ultralow Temperature Freezer NU-9483E | NuAire | 13027D0034 | Freezing temperature - 80 °C |
Glass slides | Mar-Four | MI.15.01673 | Ground glass slides with a double-sided matte field for description |
Leica CV5030 Fully Automated Glass Coverslipper | Leica Biosystems | 14,04,78,80,101 | Automated slide sealer |
Mayer's hematoxylin | Chempur | 124687402 | |
Metal base molds 15 mm x 15 mm | Leica Biosystems | 3803081 | |
Microme HM 340 E | Thermo Scientific | 90-519-0 | Microtome |
Microtome razor blades | Mar-Four | HI.N.35 | Cutting angle 35° |
Micro-Twin biopsy cassette | Mar-Four | LN.13874550 | |
Microwave Hybrid Tissue Processor | Milestone | ||
Multistainer Leica ST5020 | Leica Biosystems | Automated slide stainer | |
NanoZoomer 2.0-HT slide scanner | Hamamatsu | C9600 | Histopathological slide scanner |
NDP.view2 Image viewing software | Hamamatsu | U12388-01 | Image viewing software |
Paraffin Pathowax Plus | Mar-Four | 4P.PWP.010 | Melting temperature 56 °C - 58 °C |
Paraformaldehyde | Sigma - Aldrich | 441244-1KG | Prepare a 4% solution in PBS |
PBS Tablets | Merck Millipore | 524650-1EA | Use to prepare a solution of phosphate buffer saline, per manufacturer's instructions |
Pierce Microcentrifuge Tubes, 1.5 mL | Thermo Scientific | 69715 | |
Refrigerator-freezer EN14000AW | Electrolux | 925032562-00 | refrigeration 4 °C |
Scalpel blade | Swann-Morton | T.OST.SKAL00.024 | |
Sucrose | Chempur | 427720906 | |
SuperCut Spring Scissors, 12.5cm, Curved | World Precision Instruments | 501925 | curved, small microsurgical scissors |
Tape for automatic sealers | Mar-Four | KP-3020/SMRH001 | |
Xylene | Chempur | CH.KSYL.5l.METAL.OP |
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