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Method Article
* Estes autores contribuíram igualmente
Este manuscrito apresenta um protocolo para a preparação histológica de lâminas de globos oculares de roedores. Com o método proposto, a retina interna pode ser facilmente visualizada e avaliada ao microscópio óptico. O procedimento é apresentado para os globos oculares de camundongos e ratos.
Um globo ocular de roedor é uma ferramenta poderosa para pesquisar os mecanismos patológicos de muitas doenças oftálmicas, como glaucoma, retinopatia hipertensiva e muito mais. Experimentos pré-clínicos permitem que os pesquisadores examinem a eficácia de novos medicamentos, desenvolvam novos métodos de tratamento ou busquem novos mecanismos patológicos envolvidos no início ou progressão da doença. Um exame histológico fornece muitas informações necessárias para avaliar os efeitos dos experimentos realizados e pode revelar degeneração, remodelação tecidual, infiltração e muitas outras patologias. Na pesquisa clínica, raramente há chance de obter tecido ocular adequado para um exame histológico, razão pela qual os pesquisadores devem aproveitar a oportunidade oferecida pelo exame de globos oculares de roedores. Este manuscrito apresenta um protocolo para a preparação histológica de cortes de globos oculares de roedores. O procedimento é apresentado para os globos oculares de camundongos e ratos e tem as seguintes etapas: (i) coleta do globo ocular, (ii) preservação do globo ocular para análise posterior, (iii) processamento do tecido em parafina, (iv) preparação de lâminas, (v) coloração com hematoxilina e eosina, (vi) avaliação do tecido ao microscópio óptico. Com o método proposto, a retina pode ser facilmente visualizada e avaliada em detalhes.
O globo ocular é uma estrutura semelhante a um globo que constitui o órgão da visão. O interior do globo ocular pode ser dividido em dois segmentos: o segmento anterior, que inclui a córnea, íris, corpo ciliar, cristalino, câmara anterior e câmara posterior, e o segmento posterior, que inclui o corpo vítreo, retina, coróide, esclera, cabeça do nervo óptico. A câmara anterior está localizada entre a córnea e a íris 1,2. A íris é uma estrutura circular com uma abertura no centro chamada pupila. Na junção da córnea e da íris, existe o ângulo de drenagem, onde um sistema especializado de trabéculas drena o humor aquoso do globo ocular para o sistema venoso. A câmara posterior é ligada pela íris, pelo corpo ciliar e pelo cristalino, bem como pelos ligamentos suspensores que mantêm o cristalino no lugar. Atrás do cristalino, localiza-se o corpo vítreo, que é a maior estrutura do globo ocular. O corpo vítreo adere à retina e estabiliza sua posição. A retina é circundada pela coróide e pela esclera1. A anatomia do globo ocular está resumida na Figura 1.
A parede do globo ocular constitui três camadas. A camada mais externa é a esclera, que protege o globo ocular de lesões e mantém sua forma. No pólo anterior do globo ocular, a esclera se transforma em uma córnea transparente. Sob a esclera, existe uma estrutura vascular chamada úvea, cuja função principal é nutrir as estruturas do olho. A úvea forma a coróide e, dentro do pólo anterior, o corpo ciliar e a íris1. A camada mais interna é a retina, que é uma estrutura altamente especializada do olho, composta por neurônios, células gliais e células epiteliais pigmentares. Os neurônios da retina incluem as células fotorreceptoras (bastonetes e cones), células horizontais, células bipolares, células amácrinas e células ganglionares da retina (RGCs). Essas células são organizadas em camadas complexas, e sua função é receber e processar estímulos luminosos 2,3. As células gliais da retina compreendem as células de Müller, astrócitos e microglia, que estão presentes em todas as camadas da retina. As muitas funções das células gliais incluem a nutrição dos neurônios, suporte da barreira sangue-retina, suporte estrutural dos neurônios para manter a estrutura em camadas da retina, regulação do metabolismo dos neurônios, secreção de proteínas biologicamente ativas regulando o funcionamento, crescimento e sobrevivência dos neurônios e regulando os processos imunológicos dentro da retina4. As células epiteliais pigmentares constituem a camada mais externa da retina e atuam como uma barreira entre a coróide e os fotorreceptores. Essas células regulam o transporte bidirecional de resíduos e nutrientes e também protegem a retina de danos excessivos induzidos pela luz, absorvendo a energia da luz e neutralizando as espécies reativas de oxigênio geradas pela luz5.
A retina pode ser dividida em dez camadas: (i) o epitélio pigmentar da retina, (ii) a camada do segmento fotorreceptor (bastonetes e cones), (iii) membrana limitante externa (ELM), (iv) camada nuclear externa (ONL), (v) camada plexiforme externa (OPL), (vi) camada nuclear interna (INL), (vii) camada plexiforme interna (IPL), (viii) camada de células ganglionares (GCL), (ix) camada de fibras nervosas da retina (RNFL), e (x) membrana limitante interna (ILM)2. As camadas nucleadas da retina incluem o ONL, INL e GCL, enquanto as camadas com conexões sinápticas entre as células incluem o OPL e o IPL6. Os núcleos de bastonetes e cones formam o ONL, e seus axônios se estendem para o OPL, onde se conectam aos dendritos das células bipolares e horizontais. Dentro do INL, os núcleos das células horizontais, bipolares e amácrinas estão localizados. Dentro do IPL, os terminais axônicos das células bipolares e amácrinas fazem sinapse com dendritos de RGCs. Dentro do GCL, os RGCs compõem a maioria dos corpos celulares, mas também algumas células amácrinas deslocadas podem ser encontradas lá. Os axônios dos RGCs formam a RNFL e, além disso, o nervo óptico 7,8,9.
Muitas doenças oftálmicas, como distúrbios neurodegenerativos da retina, levam à cegueira irreversível e incurável10. A visão é considerada um dos sentidos mais importantes11, e a cegueira permanente reduz significativamente a qualidade de vida do paciente. Para aprofundar a compreensão dos mecanismos patológicos de muitas doenças, a pesquisa pré-clínica usando culturas de células ou modelos animais é amplamente realizada. Estudos pré-clínicos usando animais experimentais oferecem uma oportunidade para avaliar os mecanismos patológicos subjacentes às doenças oculares e desenvolver novas estratégias terapêuticas. As doenças oculares podem ser modeladas tanto em animais grandes (macacos, vacas, cães e gatos) quanto em pequenos animais (coelhos, ratos, camundongos e peixes-zebra). O uso de animais maiores permite melhor acesso ao olho devido ao seu tamanho. Já experimentos realizados com roedores, devido à sua reprodução relativamente rápida, permitem o cruzamento de linhagens endogâmicas caracterizadas pela suscetibilidade a determinadas doenças12,13.
Em modelos animais, a enucleação é possível, o que permite realizar um exame histopatológico detalhado do globo ocular, com a avaliação de patologias menores que aparecem em estruturas específicas do olho durante o desenvolvimento da doença - um exame que raramente pode ser realizado em humanos. A avaliação histopatológica é uma ferramenta extremamente valiosa na pesquisa dos mecanismos patológicos das doenças oculares. Na literatura publicada, as descrições da metodologia para o exame histológico dos globos oculares são muito limitadas e faltam guias passo a passo, o que dificulta a recriação dos iniciantes. Este estudo tem como objetivo fornecer um método simples e conciso de preparação de lâminas histológicas e avaliação da retina de ratos e camundongos.
A pesquisa foi realizada de acordo com as diretrizes institucionais. Os globos oculares utilizados neste estudo foram obtidos de animais incluídos em um experimento conduzido com base no número de aprovação do estudo WAW2/122/2020 emitido pelo2º Comitê de Ética Local da Universidade de Ciências da Vida de Varsóvia em Varsóvia, Polônia. Nosso protocolo foi desenvolvido examinando camundongos com 11 e 44 semanas e ratos com 6, 12 e 16 semanas.
1. Preparação de globos oculares de camundongos
NOTA: Este protocolo apresenta o método de preparação de seções de globos oculares de camundongos e foi desenvolvido usando globos oculares colhidos de: camundongos C57Bl/6 fêmeas com 11 semanas de idade (peso médio de 21 g), camundongos C57Bl/6 fêmeas com 44 semanas (peso médio de 25 g), camundongos DBA/2 fêmeas com 11 semanas (peso médio de 21,5 g) e camundongos DBA/2 fêmeas com 44 semanas com glaucoma (peso médio de 25 g).
2. Preparação da seção dos globos oculares de rato e montagem da lâmina
NOTA: Este protocolo apresenta o método de preparação de cortes de globos oculares de ratos e foi desenvolvido usando os globos oculares colhidos de: ratos SHR machos com 6 semanas de idade (peso médio 115,5 g), ratos SHR machos com 12 semanas de idade com hipertensão arterial (peso médio 262,5 g), ratos WKY machos com 6 semanas (peso médio 143,5 g), ratos WKY machos com 12 semanas (peso médio 265 g), ratos Lewis machos com 12 semanas de idade (peso médio de 310 g) e ratos Lewis machos com 16 semanas de idade com diabetes mellitus induzido (peso médio de 259 g).
3. Avaliação das seções do globo ocular
Com o uso do protocolo apresentado, a anatomia e a morfologia de estruturas específicas do globo ocular podem ser avaliadas em detalhes. Nossa equipe se concentra em pesquisar os mecanismos patológicos da neurodegeneração em distúrbios da retina, como glaucoma, retinopatia diabética e retinopatia hipertensiva. Para avaliar as características da neurodegeneração na retina, avaliamos o RT (globo ocular de camundongo - Figura 2, globo ocular de rato - ...
Um exame histológico do globo ocular de camundongo e rato é uma ferramenta poderosa no campo da oftalmologia experimental. Pode fornecer novas informações relacionadas a alterações nas estruturas oculares no curso de doenças oftálmicas, que de outra forma não seriam observadas em ambientes clínicos. Os protocolos descritos apresentam um método simples de realização de uma análise histológica da retina. As sutilezas do procedimento necessário para processar tecidos anterio...
Os autores declaram não haver conflito de interesses.
O trabalho, incluindo ratos, foi financiado no âmbito do projeto TIME 2 MUW - excelência de ensino como oportunidade para o desenvolvimento da Universidade Médica de Varsóvia co-financiado pelo Fundo Social Europeu no âmbito do Programa Operacional Desenvolvimento da Educação do Conhecimento para 2014-2020, o número do acordo de co-financiamento: POWR.03.05.00-00-Z040/18-00. O trabalho, incluindo camundongos, foi realizado como parte de um projeto implementado nos anos de 2020 a 2022, financiado por um subsídio para a ciência obtido pela Universidade Médica de Varsóvia.
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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