Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Histologischer Vergleich von mittels Nadelbiopsie und per en bloc gewonnenem Hodengewebe bei Kälbern post mortem

Rohländer, Maike

Ziel dieser Arbeit war es, eine testikuläre Nadelbiopsie mit der en bloc-Resektion hinsichtlich ihrer histologischen Aussagekraft bei Bullenkälbern zu vergleichen. Zusätzlich beabsichtigte diese Studie herauszufinden, ob mit einer Nadelbiopsie eine Repräsentation beider Hoden erzielt werden kann, vorausgesetzt die Entwicklung verläuft physiologisch und gleichmäßig. Des Weiteren wurden verschiedene Einflussfaktoren mikroskopisch untersucht, wie die verschiedenen Probenlokalisationen und die Unterschiede zwischen dem linken und rechten Hoden. Das untersuchte Material stammte von 32 Bullenkälbern post mortem in einem Alter von fünf bis acht Monaten, die planmäßig der Schlachtung zugeführt wurden. Die Hodenbiopsie wurde ausschließlich von dem rechten Hoden von lateral am Übergang vom proximalen zum mittleren Drittel entnommen. Die en bloc-Resektion erfolgte an beiden Hoden und aus der sagittalen Schnittebene wurden aus proximaler, mittlerer und distaler Lokalisation ca. 1 cm3 große Gewebewürfel entnommen. Zusätzlich wurden während des Schlachtprozesses Serum-Blutproben aus der V. jugularis gewonnen. Die 3 µm dicken Gewebeschnitte der en bloc- und Nadelbiopsie-Proben entstanden während der histologischen Verarbeitung am Schlittenmikrotom und wurden anschließend mit HE gefärbt und teilweise erfolgte eine immunhistochemische Bearbeitung mit SOX9 und α-SMA. Die Hoden der untersuchten Kälber entwickelten sich gleichmäßig und es konnte kein Unterschied zwischen der Größenentwicklung beider Hoden festgestellt werden. Zudem unterschied sich die histologische Entwicklung in allen sechs untersuchten Parametern (Anzahl der Tubuli mit elongierten Spermatiden (ES), Anzahl der Tubulusanschnitte pro Gesichtsfeld, Außen- und Innendurchmesser, Dicke der Tubuluswand und Sertoli-Zellzahl pro Tubulusquerschnitt) innerhalb der per en bloc-Resektion gewonnenen Hodenproben zwischen den drei Lokalisationen nicht. Die Wahl der Probenart hatte einen Effekt auf die Morphologie der Gewebe. Bei den Nadelbiopsie-Proben wurden signifikant weniger Tubulusanschnitte pro Gesichtsfeld, sowie kleinere Außen- und Innendurchmesser detektiert, die eine dickere Tubuluswand aufwiesen, als bei der en bloc-Resektion. Die Sertoli-Zellzahl pro Tubulusquerschnitt wies eine Signifikanz zwischen beiden Probenarten auf. Diese konnte allerdings mit der immunhistochemischen Markierung der Expression von SOX9 in den Tubuli seminiferi relativiert werden. Somit ist die HE-Färbung nicht für die Identifizierung von Sertoli-Zellen geeignet. Zusammenfassend zeigte diese Studie die Schwächen der Methode der testikulären Nadelbiopsie auf. Sie führt zu Quetschungen des Gewebes, wodurch weniger und kleinere Tubuli festgestellt wurden. Auch in den anderen histologischen Parametern kam es zu deutlichen Unterschieden zwischen beiden Probenarten. Durch diese Artefakte kam es zur Maskierung der Sertoli-Zellen in der HE-Färbung, so dass eine weitere, spezifische Färbung angewendet werden musste. Somit entspricht die Aussagekraft der testikulären Nadelbiopsie in Bezug auf die Repräsentativität beider Hoden nicht der Aussagekraft der en bloc-Resektion.

The hypothesis of this study was that needle biopsy is a diagnostic tool that can be used under a minimally invasive procedure to make a statement about the histological structure of the juvenile, physiologically developed testis in bulls. The gold standard here was en bloc resection. Furthermore, the aim of this study was to find out whether the histological condition of both testicles can be represented by a needle biopsy at one localisation. The examined material originated from 32 bull calves aged five to eight months, which were sent for slaughter as scheduled. Post mortem, the needle biopsy was taken from the right testis, laterally at the transition from the proximal to the middle third. The en bloc resection was performed on both testicles in the region of the sagittal sectional plane. Tissue cubes of approx. 1 cm3 each were removed from the proximal, middle and distal localisations. In addition, post-mortem serum blood samples were taken from the jugular vein during the slaughter process. From the needle biopsy and en bloc samples, 3 µm-thick tissue sections were prepared on the sledge microtome. Subsequently, HE staining and immunohistochemical staining with SOX9 and α-SMA were performed. The weight of the left and right testicles of the 32 calves showed no difference and the total testicular weight correlated positively with the slaughter weight. The localisation within the testicular samples obtained by en bloc resection showed no influence on all six histologically examined parameters (number of tubules with elongated spermatids, number of tubule sections per visual field, outer and inner diameter, thickness of the tubular wall and Sertoli cell count per tubular cross section). The method of sampling had an effect on the histological morphology of the tissue. With the needle biopsy samples, fewer tubule sections per visual field and smaller outer and inner diameters of the tubules were observed. Furthermore, the tubules of the needle biopsy samples had a thicker wall than those during en bloc resection. The Sertoli cell count per tubular cross section showed a difference between both types of samples in the HE staining; significantly fewer Sertoli cells were found in the needle biopsy samples than in the en bloc samples. However, this difference no longer occurred with the immunohistochemical labelling of the expression of SOX9. In summary, this study showed the weaknesses of the needle biopsy method in the testes of bull calves. By squeezing the tissue during collection, histologically fewer and smaller tubules were observed compared to the gold standard of en bloc resection. Furthermore, HE staining proved unsuitable for identifying Sertoli cells in the needle biopsy specimens, as the cells were masked due to the tissue being crushed. Contrary to our hypothesis, needle biopsy is therefore ill-suited for making an exact statement about the histological structure of the juvenile, physiologically developed testis in bulls. The extent to which needle biopsy is appropriate for diagnosing pathological changes in the testis remains to be clarified in further studies.

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Rohländer, M., 2020. Histologischer Vergleich von mittels Nadelbiopsie und per en bloc gewonnenem Hodengewebe bei Kälbern post mortem. Hannover.
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