組織リソグラフィ：ホルマリン固定パラフィン包埋（FFPE）組織切片に関するレトロスペクティブ研究を可能にするためのマイクロスケールの脱ワックス

組織リソグラフィ（TL）と呼ばれる新しい概念と、ホルマリン固定パラフィン包埋組織切片に関する遡及的研究を可能にするその実装を提示します。組織リソグラフィは、マイクロ流体プローブを使用して、ホルマリン固定パラフィン包埋生検サンプルでパラフィン層のマイクロスケール領域を除去します。研究と診断のためのサンプル利用の現在の慣行では、分子検査の前にサンプルの完全な脱パラフィン化が必要です。これは、テストの数と、単一のサンプルで実行できる時間の観点から強い制限を課します。マイクロスケールの脱線は、将来の分析のために残りのサンプルをそのままに保ちながら、テストのために組織の一部の脱保護を可能にすることにより、これらの制約を持ち上げます。テスト後、標準のワークフローで行われるように、サンプルを破棄する代わりにストレージに送り返すことができます。私たちは、プローブヘッドを使用してサンプルの上にXyleneのナノリットルボリュームを流体力学的に閉じ込めることにより、このマイクロスケールの脱線を達成します。扁桃腺および乳房組織切片およびマイクロアレイで、複数のバイオマーカー（p53、CD45、HER2、およびβ-アクチン）に対するマイクロメータースケール、発色系および蛍光ベースの免疫組織化学を示します。標準プロトコルと比較して局所的な脱線のための20倍の時間縮小で、単一の組織マイクロアレイコア内の多重化された免疫染色と同様に、100μm×50μmの染色パターンを達成します。また、再水和時間の10倍の減少を示し、異なる汚れの間の処理時間が短くなります。さらに、4日間にわたって同じ組織マイクロアレイ内で4つの個々のコアを連続的に非衰弱および染色することにより、遡及的研究のTLの可能性を示します。組織のリソグラフィを微生免疫組織化学の概念と組み合わせることにより、同じマイクロ流体プローブヘッドとのIHCプロトコル脱水、再水和、および染色の各ステップを実装します。組織リソグラフィは、バイオバンクのサンプル処理と予算における新しいレベルの汎用性と柔軟性をもたらし、バイオマーカーの発見と薬物スクリーニングにおける遡及的研究の現在のサンプル制限を軽減する可能性があります。

We present a new concept, termed tissue lithography (TL), and its implementation which enables retrospective studies on formalin-fixed paraffin-embedded tissue sections. Tissue lithography uses a microfluidic probe to remove microscale areas of the paraffin layer on formalin-fixed paraffin-embedded biopsy samples. Current practices in sample utilization for research and diagnostics require complete deparaffinization of the sample prior to molecular testing. This imposes strong limitations in terms of the number of tests as well as the time when they can be performed on a single sample. Microscale dewaxing lifts these constraints by permitting deprotection of a fraction of a tissue for testing while keeping the remaining of the sample intact for future analysis. After testing, the sample can be sent back to storage instead of being discarded, as is done in standard workflows. We achieve this microscale dewaxing by hydrodynamically confining nanoliter volumes of xylene on top of the sample with a probe head. We demonstrate micrometer-scale, chromogenic and fluorescence-based immunohistochemistry against multiple biomarkers (p53, CD45, HER2 and β-actin) on tonsil and breast tissue sections and microarrays. We achieve stain patterns as small as 100 μm × 50 μm as well as multiplexed immunostaining within a single tissue microarray core with a 20-fold time reduction for local dewaxing as compared to standard protocols. We also demonstrate a 10-fold reduction in the rehydration time, leading to lower processing times between different stains. We further show the potential of TL for retrospective studies by sequentially dewaxing and staining four individual cores within the same tissue microarray over four consecutive days. By combining tissue lithography with the concept of micro-immunohistochemistry, we implement each step of the IHC protocol-dewaxing, rehydration and staining-with the same microfluidic probe head. Tissue lithography brings a new level of versatility and flexibility in sample processing and budgeting in biobanks, which may alleviate current sample limitations for retrospective studies in biomarker discovery and drug screening.