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Das Knochenmark spielt eine zentrale Rolle bei der Hämatopoese und stellt das Hauptreservoir an Monozyten dar, die konstitutiv zwischen dem Blut und dem medullären Parenchym rezirkulieren, den Pool zirkulierender Monozyten mit einer kurzen Lebensdauer erneuern 2,3 und an der Rekonstitution der Steady-State-Gewebe-Makrophagen und dendritischen Zellen teilnehmen 4. Während einer Entzündung oder nach einer vorübergehenden Aplasie werden Monozyten aktiv entweder aus dem Knochenmark oder der Milz mobilisiert 5, 6, 7 und besiedeln entzündete Organe. Mehrere Chemolockstoffachsen waren am Prozess der Mobilisierung myeloischer Zellen aus dem Knochenmark beteiligt 8, 5, 6,9. Neben dem myeloischen Kompartiment ist das Knochenmark auch ein wichtiger Ort für das T-Lymphozyten-Priming 10 und eine Nische des immunologischen Gedächtnisses 11,12. Damit ist dieses Gewebe zentral für zahlreiche Untersuchungen im Bereich der Hämatologie und Immunologie. Unsere Kenntnisse über die strukturelle Organisation medullärer myeloischer Zellen ergeben sich hauptsächlich aus der Analyse histologischer Schnitte von fixierten Geweben 13. Diese statische Sichtweise erlaubt es nicht, die Dynamik des zellulären Austauschs zwischen den verschiedenen Kompartimenten des Knochenmarks zu untersuchen, die die Grundlage seiner funktionellen Aktivität bildet.
Intravitale Bildgebung stellt einen wichtigen biologischen Input bei der Untersuchung der Zellmobilität, der Zelladhärenz und der Zell-zu-Zell-Interaktionen dar, die bisher nur von in vitro Systemen beschrieben wurden. Zu den technischen Herausforderungen für eine korrekte intravitale Bildgebung gehört die Fähigkeit, das Gewebe aus optischer Sicht zu erreichen und seine Isolierung von physiologischen (Atem-, Muskel- oder peristaltische Kontraktionen) oder mechanischen Drifts (Gewebezerstörung und -erweiterung nach einer Operation und Exposition gegenüber dem Mikroskopobjektiv sowie Temperatur- und Gefäß-/Sauerstoffstörungen) zu maximieren. Mikroskopische Drifts können die Fähigkeit, den Fokus über einen längeren Zeitraum zu halten, einschränken und Artefakte bei der Quantifizierung der Zellmotilität einführen. Eine Alternative, die für mehrere Gewebe validiert wurde, um diese technischen Schwierigkeiten zu reduzieren, besteht darin, an explantiertem Gewebe zu arbeiten, das in einem thermostatisierten und sauerstoffhaltigen Medium inkubiert wird. Problematisch kann jedoch eine vollständige Störung des Lymph- und Gefäßkreislaufs sein. Die intravitale Bildgebung des Schädelknochenmarks hat in dieser Hinsicht mehrere Vorteile. Erstens erfordert es nur minimale chirurgische Eingriffe. Zweitens ermöglicht die Dicke des Knochens in diesem Bereich die direkte Visualisierung von Knochenmarknischen ohne Abrieb, wodurch physiologische Störungen reduziert werden. Das medulläre Netzwerk kann im parasagittalen Bereich des Knochens abgebildet werden; Die Sinusoide sind jedoch im fronto-parietalen Bereich sichtbarer, wo die Knochenmatrix dünner ist 12,14.
Intravitale Bildgebung beruht auf der Verfügbarkeit des genauesten Fluoreszenzreporters, der die interessierende Population markiert. Die In-vitro-Markierung der gereinigten Zellpopulation vor dem adoptiven Transfer führte zu einer wichtigen Charakterisierung der hämatopoetischen Stammzellnischen 15 oder der endothelialen Mikrodomänen des Knochenmarks, die die Tumortransplantation begünstigen 16, und lieferte mehrere grundlegende Beiträge zu Schlüsselkonzepten der Immunologie 17 . Dieser Ansatz erfordert jedoch in der Regel Hunderttausende von Zellen, um eine Chance zu haben, sie anschließend in vivo nachzuweisen. Dies könnte durch die hohe Mortalitätsrate nach der Färbung, die Verdünnung im ganzen Körper und die Veränderung des Aktivierungszustands erklärt werden, was zu einem verzerrten Homing führen könnte. Die endogene Markierung aus transgenen Maussystemen überwindet diese Einschränkungen erheblich und hat es ermöglicht, das Verhalten von endogenen Osteoblasten 8, Megakaryozyten 18 oder Untergruppen der myeloischen Linie 6 abzubilden. Dennoch muss man vorsichtig sein, wenn man die Spezifität des fluoreszierenden Reporters in der untersuchten Untergruppe betrachtet.
Die Csf1r-Gal4VP16/UAS-ECFP, genannt MacBlue Maus 1, ist ein wertvolles transgenes System zur Untersuchung medullärer Monozyten mit Echtzeit-Bildgebung 6. Die intravenöse Injektion von Rhodamin-Dextran mit hohem Molekulargewicht unterscheidet das medulläre Parenchym vom vaskulären sinusoiden Netzwerk des Knochenmarks. Mit diesem Ansatz ist es möglich, das Verhalten der Monozyten in den verschiedenen medullären Kompartimenten in einem spezifischen physiopathologischen Kontext von Interesse zu verfolgen. Darüber hinaus schlagen wir eine zusätzliche Strategie vor, um die Dynamik von Monozyten mit der von Neutrophilen durch in vivo-Markierung mit einem spezifischen Antikörper zu vergleichen.