Multimodale Quantitative Phase Imaging con Digital olografico microscopia Valita accuratamente guarigione infiammazione intestinale e epiteliale della ferita

Philipp Lenz; Markus Brückner; Steffi Ketelhut; Jan Heidemann; Björn Kemper; Dominik Bettenworth

doi:10.3791/54460

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Articolo metodologico

Multimodale Quantitative Phase Imaging con Digital olografico microscopia Valita accuratamente guarigione infiammazione intestinale e epiteliale della ferita

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DOI:

10.3791/54460

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13 settembre 2016

Philipp Lenz¹^,² , Markus Brückner¹ , Steffi Ketelhut³ , Jan Heidemann⁴ , Björn Kemper^*³ , Dominik Bettenworth^*¹

¹Department of Medicine B, University Hospital Münster, ²Institute of Palliative Care, University Hospital Münster, ³Biomedical Technology Center, University of Münster, ⁴Department of Gastroenterology, Klinikum Bielefeld

^* These authors contributed equally

In questo articolo

Sommario

Una valutazione accurata degli effetti antinfiammatori è della massima importanza per la valutazione di potenziali nuovi farmaci per il trattamento della malattia infiammatoria intestinale. La microscopia olografica digitale fornisce la valutazione dell'infiammazione in campioni di tessuto del colon murino e umano, nonché la valutazione multimodale automatizzata della guarigione delle ferite epiteliali in vitro.

Abstract

L'incidenza della malattia infiammatoria intestinale, cioè, la malattia di Crohn e la colite ulcerosa, è notevolmente aumentato negli ultimi dieci anni. L'eziologia della IBD rimane sconosciuta e strategie terapeutiche attuali si basano sulla soppressione aspecifica del sistema immunitario. Lo sviluppo di trattamenti che colpiscono specificamente l'infiammazione intestinale e epiteliale guarigione della ferita potrebbe migliorare in modo significativo la gestione di IBD, ma questo richiede un rilevamento accurato di alterazioni infiammatorie. Attualmente, i potenziali candidati di droga sono solitamente valutati utilizzando modelli animali in vivo o con tecniche basate su colture cellulari in vitro. L'esame istologico di solito richiede le cellule oi tessuti di interesse per essere macchiati, che possono alterare le caratteristiche del campione e, inoltre, l'interpretazione dei risultati può variare dalla competenza investigatore. microscopio olografico digitale (DHM), basato sul rilevamento di ottica percorso ritardo di lunghezza, permette-Macchia libera di imaging a contrasto di fase quantitativa. In questo modo i risultati di essere direttamente correlati con i parametri biofisici assoluti. Si dimostra come la misurazione delle variazioni di densità dei tessuti con DHM, basato sulla misurazione dell'indice di rifrazione, in grado di quantificare le alterazioni infiammatorie, senza colorazione, in diversi strati di campioni di tessuto del colon da topi e nell'uomo con colite. Inoltre, abbiamo dimostrato il monitoraggio senza etichetta multimodale continuo di epiteliale guarigione delle ferite in vitro, possibile utilizzando DHM attraverso la semplice determinazione automatica della zona ferita e la determinazione simultanea di parametri morfologici come la massa secca e spessore dello strato di cellule che migrano. In conclusione, DHM rappresenta un prezioso, romanzo e strumento quantitativo per la valutazione di infiammazione intestinale con valori assoluti per i parametri possibili, la quantificazione semplificata di epiteliale guarigione delle ferite in vitro e quindi ha un elevato potenziale di u diagnostica traslazionaleSE.

Introduzione

Le malattie infiammatorie intestinali (IBD), vale a dire, la colite ulcerosa (UC) e la malattia di Crohn (CD) sono malattie infiammatorie idiopatiche del tratto gastrointestinale ^1. La ricerca sulla fisiopatologia delle IBD e la valutazione dei potenziali nuovi farmaci o nuovi approcci diagnostici è particolarmente importante. Sia nella ricerca di base e la gestione clinica dei pazienti IBD, la mucosa intestinale è diventato un centro dell'attenzione ^2,3. La mucosa rappresenta un contorno anatomico, in cui l'interazione tra batteri commensali, cellule epiteliali e vari componenti cellulari del sistema immunitario intestinale orc....