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Establishment of a protocol for the isolation of feline pancreatic islets of Langerhans


Quiterio Serras Rito Brandao, Ines. Establishment of a protocol for the isolation of feline pancreatic islets of Langerhans. 2016, University of Zurich, Vetsuisse Faculty.

Abstract

Diabetes mellitus is a common endocrinopathy in cats; it is associated with lesions in the pancreatic islets e.g. islet amyloidosis and beta cell loss. Research on isolated islets greatly contributed to the understanding of the pathophysiology of diabetes in humans. Therefore, we aimed at improving the existing methods of isolation in order to increase islet yield, purity, viability and functionality of isolated islets in cats.
Nine cats were used as donors and islet isolation was successfully accomplished in eight cases. The isolation method that achieved the highest islet quality was characterized by the perfusion of the pancreas with 80ml of Collagenase type IV (Worthington) through the pancreatic duct at the site of the major papilla. The enzymatic digestion of the intact organ was combined with mechanical disruption and controlled by frequent dithizone staining. Purification was performed by a first filtration step followed by handpicking. Purified islets were then plated on extracellular matrix pre-coated plates (ECM) plates and cultured for 48h before a functionality test was performed.
For the first time, it was possible to isolate and culture feline islets with high degree of viability and purity. However, as the islet yield and the percentage of islet free from the acinar tissue relative to the total number of isolated islets was low compared to data on other species, further studies are required to improve the procedure of islet isolation in cats.


Wegen deren potentiellem Nutzen für die Erforschung der Pathophysiologie des Diabetes mellitus war es das Ziel der vorliegenden Untersuchung, eine verbesserte Methode zur Isolierung von Pankreas-Inseln bei Katzen zu etablieren, und zwar was deren Menge, Reinheit, langfristiges Kultivieren, und Funktionalität betrifft. Bei acht von neun Spender- Katzen war die Isolierung erfolgreich. Die Isolationsmethode, mit der die qualitativ besten Pankreasinseln isoliert wurden, beinhaltete eine Perfusion des Pankreas mit ca. 80 ml einer Kollagenase-Typ IV haltigen Lösung (Worthington) durch den Pankreaskanal, ausgehend von der grossen Papille im Dünndarm. Die enzymatische Verdauung wurde kombiniert mit einer mechanischen Zerkleinerung des Pankreas- Gewebes; kontrolliert wurde der Verdauungs- prozess durch häufige Anfärbungen mit Dithizon. Die Reinigung der Inseln erfolgte durch Filtration und einem manuellen Auslesen der besten Inseln. Diese gereinigten Inseln wurden auf mit extrazellulärer Matrix beschichtete Inkubationsplatten verbracht und für 48 h kultiviert, bevor funktionelle Tests durchgeführt wurden. Wir konnten zeigen, dass es möglich ist, lebensfähige und reine Insel-Kulturen bei Katzen anzulegen. Da allerdings die Gesamtzahl der von einer Katze isolierten Inseln und deren Reinheitsgrad im Vergleich zu anderen Tierarten gering war, sind weitergehende Untersuchungen notwendig, um die Isolierung von Pankreas-Inseln bei Katzen weiter zu verbessern.

Abstract

Diabetes mellitus is a common endocrinopathy in cats; it is associated with lesions in the pancreatic islets e.g. islet amyloidosis and beta cell loss. Research on isolated islets greatly contributed to the understanding of the pathophysiology of diabetes in humans. Therefore, we aimed at improving the existing methods of isolation in order to increase islet yield, purity, viability and functionality of isolated islets in cats.
Nine cats were used as donors and islet isolation was successfully accomplished in eight cases. The isolation method that achieved the highest islet quality was characterized by the perfusion of the pancreas with 80ml of Collagenase type IV (Worthington) through the pancreatic duct at the site of the major papilla. The enzymatic digestion of the intact organ was combined with mechanical disruption and controlled by frequent dithizone staining. Purification was performed by a first filtration step followed by handpicking. Purified islets were then plated on extracellular matrix pre-coated plates (ECM) plates and cultured for 48h before a functionality test was performed.
For the first time, it was possible to isolate and culture feline islets with high degree of viability and purity. However, as the islet yield and the percentage of islet free from the acinar tissue relative to the total number of isolated islets was low compared to data on other species, further studies are required to improve the procedure of islet isolation in cats.


Wegen deren potentiellem Nutzen für die Erforschung der Pathophysiologie des Diabetes mellitus war es das Ziel der vorliegenden Untersuchung, eine verbesserte Methode zur Isolierung von Pankreas-Inseln bei Katzen zu etablieren, und zwar was deren Menge, Reinheit, langfristiges Kultivieren, und Funktionalität betrifft. Bei acht von neun Spender- Katzen war die Isolierung erfolgreich. Die Isolationsmethode, mit der die qualitativ besten Pankreasinseln isoliert wurden, beinhaltete eine Perfusion des Pankreas mit ca. 80 ml einer Kollagenase-Typ IV haltigen Lösung (Worthington) durch den Pankreaskanal, ausgehend von der grossen Papille im Dünndarm. Die enzymatische Verdauung wurde kombiniert mit einer mechanischen Zerkleinerung des Pankreas- Gewebes; kontrolliert wurde der Verdauungs- prozess durch häufige Anfärbungen mit Dithizon. Die Reinigung der Inseln erfolgte durch Filtration und einem manuellen Auslesen der besten Inseln. Diese gereinigten Inseln wurden auf mit extrazellulärer Matrix beschichtete Inkubationsplatten verbracht und für 48 h kultiviert, bevor funktionelle Tests durchgeführt wurden. Wir konnten zeigen, dass es möglich ist, lebensfähige und reine Insel-Kulturen bei Katzen anzulegen. Da allerdings die Gesamtzahl der von einer Katze isolierten Inseln und deren Reinheitsgrad im Vergleich zu anderen Tierarten gering war, sind weitergehende Untersuchungen notwendig, um die Isolierung von Pankreas-Inseln bei Katzen weiter zu verbessern.

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Item Type:Dissertation (monographical)
Referees:Lutz Thomas A, Zini Eric
Communities & Collections:05 Vetsuisse Faculty > Institute of Veterinary Physiology
05 Vetsuisse Faculty > Veterinary Clinic > Department of Small Animals
UZH Dissertations
Dewey Decimal Classification:630 Agriculture
Uncontrolled Keywords:Diabetes, Cats, Pancreas, Islets, Isolation
Language:English
Place of Publication:Zürich
Date:2016
Deposited On:18 Oct 2017 16:21
Last Modified:31 Jul 2020 01:24
Number of Pages:72
OA Status:Green
Related URLs:https://www.recherche-portal.ch/permalink/f/5u2s2l/ebi01_prod010831854 (Library Catalogue)

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