Évaluation de la structure oculaire mondiale à la suite d’un vol spatial à l’aide d’une méthode d’imagerie de la tomographie micro-calculée (micro-CT)

Ici nous proposons une méthode pour l’évaluation de la structure oculaire globale suivant le vol spatial utilisant la méthode d’imagerie de tomographie de micro-ordinateur. L’environnement des vols spatiaux, qui comprend la paragravité et l’exposition aux rayonnements, provoque des changements uniques à la physiologie humaine, y compris des changements de fluides. Ces changements liquides mènent à la pression intracrânienne élevée et ont été attribués comme cause principale du syndrome neuro-oculaire associé de vol spatial.

L’impact physiologique de sans affecte plusieurs composants de l’oeil et inclut l’oedème optique de disque, l’aplatissement de globe, les plis choroïdiens et rétiniens, les décalages hyperopiques et réfractifs d’erreur, et les infracts de couche de fibre nerveuse. Bien que les caractéristiques physiologiques du SANS soient bien documentées, les mécanismes qui conduisent sans sont encore mal compris. Afin de mieux comprendre le SANS, les modèles de rongeurs sont utilisés pour des techniques d’imagerie non invasives.

L’une de ces techniques est le micro-CT, qui a été utilisé avec succès pour l’évaluation des structures anatomiques et des processus pathologiques chez des animaux aussi petits que les souris. Micro-CT peut atteindre une résolution de micro-taille, et grâce à la combinaison avec un agent de contraste, il peut fournir un bon contraste pour les tissus mous. Le micro-CT offre un avantage évident par rapport aux méthodes traditionnelles, y compris l’anatomie brute, la microscopie légère et l’examen d’histologie pour ne pas endommager le profil géométrique des spécimens et les relations spatiales entre les structures.

Dans notre étude actuelle, les souris ont été exposées à l’environnement spatial pendant 35 jours à bord de la Station spatiale internationale afin de déterminer si l’environnement spatial induit des dommages oculaires en quantifiant la microstructure des couches de rétine, d’EPR et de choroïdes à l’aide du Micro-CT. Ici, nous avons démontré comment nous avons préparé des échantillons pour l’analyse micro-CT. Les souris ont été utilisées et les yeux dans les 38 plus ou moins quatre heures après éclaboussures vers le bas.

Les yeux ont été enucleated, et les yeux gauches ont été fixés dans le paraformaldéhyde de quatre pour cent et les tampons de phosphate salin pendant 24 heures. Après fixation, les yeux étaient déshydratés dans l’éthanol. Pour éviter un rétrécissement supplémentaire et brutal de l’échantillon fixe, une série classée de solutions éthanoïques ont été utilisées.

Tout d’abord, les échantillons ont été transférés à 50% d’éthanol pendant une heure, puis en augmentant les concentrations pendant une heure chacun, 70, 80, 90, 96, et 100%Après, les yeux ont été tachés avec 10% de poids par volume d’acide phospholipide pendant six jours. Enfin, les échantillons ont été lavés à l’éthanol absolu, puis placés dans deux contenants en plastique d’usine remplis d’éthanol absolu pour la numérisation. Un tampon de coton a également été ajouté pour stabiliser l’échantillon lors de la numérisation.

Ensuite, l’échantillon a été placé à l’intérieur d’un système de micro-CT à rayons X de bureau SkyScan 1272 scanner pour évaluer les dommages rétiniens. Pour la numérisation, nous avons utilisé le logiciel SkyScan 1272. Après l’ouverture du logiciel, nous avons centré notre échantillon dans le cadre.

Dans notre protocole, nous n’utilisons aucun filtre et définissons la matrice pour augmenter la taille des pixels à quatre microns. Le micro-positionnement est utilisé pour garder l’échantillon centré dans le cadre. Ensuite, nous vérifions les paramètres pour maximiser l’agent de contraste dans notre échantillon et calibrer la machine.

Pour effectuer l’étalonnage, nous enlevons l’échantillon du scanner, et nous définissons les paramètres de numérisation. Pendant l’étalonnage, une correction à plat est également vérifiée. Il doit être supérieur à 80% Après étalonnages, l’échantillon est réinséré dans la chambre de balayage.

Avant la numérisation, les fichiers de l’échantillon sont nommés. Paramètres de numérisation sont les suivants, étape de rotation 0,4, cadres quatre, mouvement aléatoire 30, double-vérifier que la taille du pixel est définie à 4 microns. Ensuite, l’analyse est commencée.

Après numérisation, NRecon est utilisé pour reconstruire l’échantillon. Tout d’abord, nous ouvrons les fichiers à partir de l’analyse et visualiser les images de numérisation brutes. Nous ajustons le rebond de l’histogramme pour s’insérer dans la courbe.

Ensuite, nous corrigeons pour l’artefact de durcissement de faisceau. Ensuite, nous ajustons l’artefact de lissage. Enfin, nous corrigeons pour la réduction de l’artefact anneau.

Après toutes les corrections, nous avons confirmé que nos échantillons s’inscrivaient dans notre région d’intérêt. Ensuite, nous pourrons commencer la reconstruction. Nous utilisons le logiciel DataViewer pour visualiser les images reconstruites dans les trois domaines.

Pour analyse, le logiciel CTAn est utilisé. Les images reconstruites sont chargées dans le logiciel. Le nerf optique a été utilisé pour délirer la région d’intérêt pour l’analyse.

Par calcul, nous avons utilisé la tranche moyenne de la région d’intérêt pour effectuer toutes les mesures pour l’analyse. Trois mesures répétées ont été prises pour calculer la mesure linéaire de la zone. Les mesures suivantes ont été prises pour les tissus oculaires, la rétine, l’EPR, le choroïde et notre analyse micro-CT ont montré que les zones transversales de la rétine, de l’EPR et de la couche choroïde étaient significativement plus faibles dans les échantillons de vols spatiaux que dans les commandes au sol.

Micro-CT fournit une techniques efficaces et non destructives pour calculer la taille des changements sans aucune manipulation. En utilisant l’agent de contraste, il améliore la qualité des images Micro-CT, qui nous aident à obtenir une image graphique claire réussie de la reconstruction sans l’inter-structure du spécimen. En outre, il montre dans les données originales est numériquement, augmentant ainsi l’accessibilité et la reproductibilité des résultats.

En outre, à des fins de base, il est acceptable d’utiliser des mesures tridimensionnelles, mais la segmentation de la structure tridimensionnelle brute peut être bénéfique pour fournir un contour spécifique de l’ensemble du spécimen. Nos résultats indiquent que les conditions de vol spatial, en particulier les changements gravitationnels, peuvent induire une réponse aiguë et à court terme dans l’œil. En outre, les travaux futurs devraient utiliser des données volumétriques pour effectuer d’autres analyses qui profitent des capacités d’imagerie micro-CT, car il a été utilisé avec succès pour étudier de nombreux tissus normaux et pathologiques.