Поговорка «Увидеть — значит поверить» пришла в голову доктору Чжи-Вей Логану Хсу и доктору Джошуа Д. Уайту из Медицинского колледжа Бейлора, когда они и их коллеги разработали инновационную технологию под названием EZ Clear. Этот новый метод очистки тканей упростил и ускорил процесс придания ткани оптической прозрачности, что позволяет получать трехмерные изображения целых, неповрежденных тканей или даже целых органов.
Их новый метод, опубликованный в журнале eLife , был разработан в Центре оптической визуализации и жизненно важной микроскопии (OiVM) в Бэйлоре. Очистка тканей и визуализация целых органов произвели революцию в биологии, позволив исследовать органы в трехмерном пространстве без ущерба для архитектуры тканей.
«Предыдущие методы были сложными, трудоемкими и часто требовали дорогостоящего оборудования, а также использования опасных органических растворителей, что препятствовало широкому внедрению этих методов», — сказал Сюй, содиректор OiVM и доцент кафедры интегративной физиологии и образование, инновации и технологии в Baylor. «Эти трудности побудили нас разработать более простой процесс очистки, который пользователям было бы легче выполнять, экономя время и ценные ресурсы, чтобы сосредоточиться на реальных вопросах, которые они хотят исследовать в своих системах».
«Прелесть этого метода в том, что вы можете анализировать образец в глобальном или макроскопическом виде, не нарушая физически естественную организацию ткани или органа», — сказал Уайт, доцент кафедры интегративной физиологии и нейрохирургии в Бэйлоре. Он также является членом Комплексного онкологического центра Дэна Л. Дункана и Научно-исследовательского института сердечно-сосудистых заболеваний.
«Например, исследователи теперь могут визуализировать нейронные связи между глазом и мозгом. Если делать это в срезах, процесс нарушит естественную организацию тканей, и его невероятно сложно реконструировать в 3D, что ограничивает наше понимание связей между нейронами и мозгом. другие окружающие клетки на больших объемах или площадях. 3D-визуализация обходит эти ограничения, а появление EZ Clear делает 3D-визуализацию доступной для большинства современных лабораторий молекулярной биологии», — сказал Уайт.
EZ Clear также сохраняет эндогенные и синтетические методы мечения, такие как флуоресценция, без изменения размера выборки. Исследование показывает успешную очистку и маркировку нейронов и кровеносных сосудов головного мозга, а также сосудов глаза, сердца, почек, яичек и яичников, а также успешную очистку легких, печени и поджелудочной железы мыши.
«EZ Clear устраняет прежние технические барьеры, позволяя исследователям исследовать интересующие их органы на макроуровне, уровне целого органа и вплоть до клеточного разрешения», — сказал Уайт. «Он устранил прежние практические, безопасные и экономические проблемы, обеспечив воспроизводимую высококачественную визуализацию всего органа, что является важной перспективой, поскольку может дать новое понимание изучаемой темы».
EZ Clear быстрее, дешевле и проще, чем предыдущие методы очистки. «Исследователи теперь могут изучить этот более простой в выполнении воспроизводимый процесс очистки тканей в OiVM. Затем они могут внедрить его в своих собственных лабораториях и получить результаты за 48 часов, выполнив три простых шага, в то время как для других методов требуются недели или даже месяцы, чтобы очистить ткань, — сказал Сюй. «Затем они могут принести очищенный орган в OiVM для 3D-изображения и анализа».
Среди других участников этой работы Хуан Серда, Джейсон М. Кирк, Уильямсон Д. Тернер, Тара Л. Расмуссен, Карлос П. Флорес Суарес и Мэри Э. Дикинсон. Все авторы связаны с Бейлорским медицинским колледжем.
Этот проект был поддержан Центром оптической визуализации и жизненно важной микроскопии и Центром биоинженерии Медицинского колледжа Бейлора. Дальнейшую поддержку оказали гранты Национальных институтов здравоохранения (5T32GM088129-10, R01HL146745, R01HD099026, U42OD026645, R01HL159159 и 1S10OD016167), Американской кардиологической ассоциации (22PRE916015), Техасского научно-исследовательского института профилактики рака (RP200402), Департамента Министерства обороны (W81XWH18-1-0350) и Канадского института медицинских исследований (PJT-155922).
Видео: https://youtu.be/PqlJB3ROoas