COVID-19 ile İlişkili Orta Kulak Patolojisinin Değerlendirilmesi için Yüksek Hızlı İnsan Temporal Kemik Kesiti
Summary
Bu makalede, temporal kemik immünohistokimyasının hızlı dekalsifikasyonu ve analizi için ince dilimler oluşturmak üzere ikiz elmas bıçaklı bir mikro testere kullanan hızlı insan temporal kemik kesitleme tekniği açıklanmaktadır.
Abstract
İnsan temporal kemik kesitlerinin histopatolojik analizi, iç ve orta kulak patolojisini incelemek için temel bir tekniktir. Temporal kemik kesitleri postmortem temporal kemik hasadı, fiksasyon, dekalsifikasyon, gömme ve boyama ile hazırlanır. Temporal kemiğin yoğunluğu nedeniyle, dekalsifikasyon zaman alıcı ve kaynak yoğun bir işlemdir; tam doku hazırlığı ortalama 9-10 ay sürebilir. Bu, otopatoloji araştırmalarını yavaşlatır ve COVID-19 pandemisiyle ilgili olanlar gibi zamana duyarlı çalışmaları engeller. Bu yazıda, doku işlemeyi hızlandırmak için temporal kemik kesitlerinin hızlı hazırlanması ve kireçlenmesi için bir teknik anlatılmaktadır.
Temporal kemikler standart teknikler kullanılarak postmortem olarak toplandı ve% 10 formalin ile sabitlendi. Her bölümü üç kalın bölüme ayırmak için ikiz elmas bıçaklı hassas bir mikro testere kullanıldı. Kalın temporal kemik kesitleri daha sonra parafine gömülmeden önce 7-10 gün boyunca kireç çözücü çözeltide dekalsifiye edildi, bir kriyotom kullanılarak ince (10 μm) bölümlere ayrıldı ve yüksüz slaytlara monte edildi. Doku örnekleri daha sonra deparafinize edildi ve antikor boyama (ACE2, TMPRSS2, Furin) için rehidre edildi ve görüntülendi. Bu teknik, hasattan doku analizine kadar geçen süreyi 9-10 aydan 10-14 güne indirdi. Yüksek hızlı temporal kemik kesitleme, otopatoloji araştırmalarının hızını artırabilir ve doku hazırlığı için gerekli kaynakları azaltabilirken, COVID-19 ile ilgili olanlar gibi zamana duyarlı çalışmaları da kolaylaştırabilir.
Introduction
İnsan temporal kemik araştırması, iç ve orta kulağın patolojisini ve patofizyolojisini incelemek için paha biçilmez bir kaynak sağlar. 19. yüzyıldan önce, otolojik hastalık 1,2,3 hakkında çok az şey biliniyordu. Otolojik hastalığı daha iyi anlamak ve “işitsel cerrahiyi şarlatanların elinden kurtarmak” için Joseph Toynbee (1815-1866), insan temporal kemiğinin histolojik bölümlerini incelemek için yöntemler geliştirdi3. Bu çalışma, Viyana’da ve 19. yüzyılın geri kalanında Avrupa’daki diğer kişilerde Adam Politzer (1835-1920) tarafından ilerletildi ve kulak 2,3,4’ü etkileyen birçok yaygın durumun histopatolojisini tanımlamak için temporal kemik kesitlerini kullandı.
Amerika Birleşik Devletleri’ndeki ilk insan temporal kemik laboratuvarı, Stacy Guild’in (1890-1966)temporal kemik kesiti 5,6 için yöntemler geliştirdiği Johns Hopkins Hastanesi’nde 1927’de açıldı. Guild tarafından geliştirilen yöntemler, ölüm sonrası hasat, fiksasyon, nitrik asitte kireçlenme, etanolde dehidrasyon, celloidin gömme, kesitleme, boyama ve montajı içeren 9-10 aylık bir süreçten oluşuyordu. Bu teknikte değişiklikler daha sonra Harold Schuknecht (1917-1996)7 tarafından yapılmıştır; Bununla birlikte, bu sürecin temel bileşenleri esasen değişmeden kalır.
Bir temporal kemik laboratuvarını sürdürmek için gereken önemli kaynaklar, temporal kemik araştırması için bir zorluk oluşturmuş ve muhtemelen son 30 yılda azalan popülaritesine katkıda bulunmuştur 4,8. Temporal kemik laboratuar kaynaklarının önemli bir kısmı 9-10 aylık temporal kemik preparasyonu sürecine ayrılmalıdır. Hazırlıkta en çok zaman alan adımlardan biri, insan vücudundaki en yoğun kemik olan temporal kemiğin kireçlenmesidir. Dekalsifikasyon tipik olarak nitrik asit veya etilendiamintetraasetik asit (EDTA) içinde gerçekleştirilir ve çözeltilerin sık sık değiştirilmesini gerektirirken haftalar ila aylar sürer 7,9. Ayrıca, COVID-19 pandemisi ile ilgili olanlar gibi insan kulağının zamana duyarlı çalışmaları, bu yavaş hazırlık süreci tarafından engellenebilir. Bu yazıda, temporal kemik hasadından sonraki 10-14 gün içinde hızlı dekalsifikasyon ve doku analizine izin veren kalın kesitler oluşturmak için elmas mikro testere kullanan yüksek hızlı temporal kemik kesitleme tekniği açıklanmaktadır.
Protocol
Representative Results
Discussion
İnsan temporal kemik araştırması, iç ve orta kulak patolojisini incelemek için kritik öneme sahiptir, ancak zaman ve kaynak yoğun bir çaba olmaya devam etmektedir. Bu makalede, daha fazla bölümlemeden önce hızla dekalsifiye edilebilen kalın temporal kemik kesitleri oluşturmak için elmas mikro testere kullanan bir teknik açıklanmaktadır, böylece doku hasadından çalışmaya kadar geçen süre 9-10 aydan 10-14 güne düşürülebilir. Bu teknik, temporal kemik işleme için gereken kaynakları azaltabi…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Mohamed Lehar’a bu projedeki yardımları için teşekkür ederiz. Bu çalışma kısmen Ulusal Sağlık Enstitüleri (T32DC000027, NSA) tarafından desteklenmiştir.
Materials
| Anti-ACE-2 Antibody (1:50 applied dilution) | Novus Biologicals | SN0754 | |
| Anti-Furin Antibody (1:250 dilution) | Abcam | EPR 14674 | |
| Anti-TMPRSS2 Antibody (1:1,000 dilution) | Novus Biologicals | NBP1-20984 | |
| BX43 Manual System Microscope | Olympus Life Science Solutions | ||
| CBN/Diamond Hybrid Wafering Blade | Pace Technologies | WB-007GP | |
| Collin Mallet – 8'' | Surgical Mart | SM1517 | |
| DS-Fi3 Microscope Camera | Nikon | ||
| Dual Endogenous Enzyme Block (commercial blocking solution) | Dako | S2003 | |
| Eaosin Stain | Sigma-Aldrich | 548-24-3 | |
| Formalin solution, neutral buffered 10% | Sigma-Aldrich | HT501128 | |
| Formical-4 Decalcifier (formic acid decalcifying solution) | StatLab | 1214-1 GAL | |
| Hematoxylin Stain | Sigma-Aldrich | H9627 | |
| HRP-Conjugated Anti-Rabbit Secondary Antibody (1:100 dilution) | Leica Biosystems | PV6119 | |
| ImmPRESS HRP Horse Anti-Goat igG Detection Kit, Peroxidase (1:100 dilution) | Vector Laboratories | MP-7405 | |
| Lambotte Osteotome | Surgical Mart | SM1553 | |
| Metallographic PICO 155P Precision Saw | Pace Technologies | PICO 155P | microsaw |
| NIS Elements Software Version 4.6 | Nikon | ||
| Paraplast Plus | Sigma-Aldrich | P3683 | paraffin |
| Positive Charged Microscope Slides with White Frosted End | Walter Products | 1140B15 | |
| Thermo Shandon Crytome FSE Cryostat Microtome | New Life Scientific Inc. | A78900104 | cryotome |
| Triology Pretreatment Solution (commercial pretreatment solution) | Sigma-Aldrich | 920P-05 | |
| Xylene | Sigma-Aldrich | 920P-05 |
References
- Nogueira, J. F., et al. A brief history of otorhinolaryngology: Otology, laryngology and rhinology. Brazilian Journal of Otorhinolaryngology. 73 (5), 693-703 (2007).
- Pappas, D. G. Otology through the ages. Otolaryngology-Head and Neck Surgery. 114 (2), 173-196 (1996).
- Schuknecht, H. F. Otopathology: The past, present, and future. Auris Nasus Larynx. 23, 43-45 (1996).
- Monsanto, R. D. C., Pauna, H. F., Paparella, M. M., Cureoglu, S. Otopathology in the United States: History, current situation, and future perspectives. Otology & Neurotology. 39 (9), 1210-1214 (2018).
- Crowe, S. J., Guild, S. R., Polvogt, L. M. Observations on the pathology of high-tone deafness. Journal of Nervous and Mental Disease. 80, 480 (1934).
- Andresen, N. S., et al. Insights into presbycusis from the first temporal bone laboratory within the United States. Otology & Neurotology. 43 (3), 400-408 (2022).
- Schuknecht, H. . Pathology of the Ear. , (1993).
- Chole, R. A. Labs in crisis: Protecting the science–and art–of otopathology. Otology & Neurotology. 31 (4), 554-556 (2010).
- Nager, G. T. . Pathology of the Ear and Temporal Bone. , (1993).
- . COVID-19 Personal Protective Equipment (PPE) Available from: https://www.cdc.gov/niosh/emres/2019_ncov_ppe.html (2022)
- Essalmani, R., et al. Distinctive roles of Furin and TMPRSS2 in SARS-CoV-2 infectivity. Journal of Virology. 96 (8), 0012822 (2022).
- Ueha, R., Kondo, K., Kagoya, R., Shichino, S., Yamasoba, T. ACE2, TMPRSS2, and Furin expression in the nose and olfactory bulb in mice and humans. Rhinology. 59 (1), 105-109 (2021).
- Frazier, K. M., Hooper, J. E., Mostafa, H. H., Stewart, C. M. SARS-CoV-2 virus isolated from the mastoid and middle ear: Implications for COVID-19 precautions during ear surgery. JAMA Otolaryngology – Head & Neck Surgery. 146 (10), 964-966 (2020).
- Cunningham, C. D., Schulte, B. A., Bianchi, L. M., Weber, P. C., Schmiedt, B. N. Microwave decalcification of human temporal bones. Laryngoscope. 111 (2), 278-282 (2001).
- Stephenson, R., et al. Immunohistochemical location of Na+, K+-ATPase α1 subunit in the human inner ear. Hearing Research. 400, 108113 (2021).
- McCall, A. A., et al. Extralabyrinthine manifestations of DFNA9. Journal of the Association for Research in Otolaryngology. 12 (2), 141-149 (2011).
- Wu, P. Z., O’Malley, J. T., de Gruttola, V., Liberman, M. C. Age-related hearing loss is dominated by damage to inner ear sensory cells, not the cellular battery that powers them. The Journal of Neuroscience. 40 (33), 6357-6366 (2020).
- Miller, M. E., Lopez, I. A., Linthicum, F. H., Ishiyama, A. Connexin 26 immunohistochemistry in temporal bones with cochlear otosclerosis. Annals of Otology, Rhinology & Laryngology. 127 (8), 536-542 (2018).
- Lopez, I. A., et al. Immunohistochemical techniques for the human inner ear. Histochemistry and Cell Biology. 146 (4), 367-387 (2016).
