Uszkodzenie niedokrwienno-reperfuzyjne (IRI) występuje, gdy występuje przejściowe niedotlenienie spowodowane przeszkodą w przepływie krwi (niedokrwienie), po którym następuje ponowne dotlenienie tkanek (reperfuzja). Uważa się, że w skórze niedokrwienie-reperfuzja (IR) jest jednym z czynników przyczyniających się do patofizjologii odleżyn, w których długotrwałe leżenie w łóżku predysponuje długotrwałych pacjentów szpitalnych do urazów. U tych pacjentów zarówno skóra, jak i leżące pod nią mięśnie są stale narażone na nacisk wywierany na obszary wypukłości kostnej, co prowadzi do miejscowych urazów, które nieleczone mogą stać się martwicze1.
Szkody związane z IRI są dwojakie. Podczas niedokrwienia niedrożność naczyń krwionośnych prowadzi do drastycznego spadku dostarczania tlenu do tkanek. Powoduje to spadek ATP i pH, co powoduje dezaktywację ATPaz biorących udział w metabolizmie komórkowym. Z kolei poziom wapnia w komórkach gwałtownie wzrasta, a zestresowane lub uszkodzone komórki ulegają apoptozie lub martwicy2. Uwalnianie zawartości wewnątrzkomórkowej lub związane z uszkodzeniem wzorców molekularnych (DAMP), takich jak HMGB1, przyczynia się do odpowiedzi zapalnej3. Druga zniewaga pojawia się podczas reperfuzji. Chociaż poziom tlenu i pH jest przywracany podczas reperfuzji, powoduje to wytwarzanie reaktywnych form tlenu (ROS), co prowadzi do utleniania wewnątrzkomórkowych lipidów, DNA i białek. W konsekwencji aktywowane są mediatory prozapalne, co uruchamia wtórną reakcję zapalną, która obejmuje rekrutację komórek odpornościowych do miejsca zapalnego2. Podczas gdy kaskada zdarzeń biochemicznych prowadzących do odpowiedzi zapalnej została dobrze opisana, przestrzenna i czasowa regulacja aktywności komórek odpornościowych nie jest dobrze poznana.
Tutaj opisujemy solidny model IR na skórze uszu myszy za pomocą prostego zaciskania magnesem. W połączeniu z wielofotonowym obrazowaniem przyżyciowym (MP-IVM) stworzyliśmy model do badania reakcji zapalnych in vivo, które występują po reperfuzji. Uzasadnieniem rozwoju i zastosowania tej techniki jest próba zrozumienia, w jaki sposób zarówno komórki śródmiąższowe, jak i naciekające reagują na podczerwień w czasie rzeczywistym.
Istniejące modele IR wykorzystujące technikę zaciskania na boku skóry są wysoce inwazyjne, ponieważ wymagają chirurgicznego wszczepienia stalowych płytek w bok skóry, co czyni je mniej niż idealnymi do badań immunologicznych4. Podobna nieinwazyjna technika zaciskania została opisana w boku skóry myszy5,6. Jednak ze względu na włączenie do tej metody komponentu obrazowania przyżyciowego, zamiast tego wybraliśmy skórę ucha jako docelowe miejsce IR, ponieważ omija ona ruchy spowodowane oddychaniem i zapewnia stabilność podczas obrazowania7,8. Co więcej, podzbiory leukocytów, które obejmują śródmiąższ, są identyczne między skórą ucha a bokiem skóry, chociaż liczby i proporcje mogą się nieznacznie różnić9. W ten sposób skóra ucha stanowi idealne miejsce do obrazowania.
Ponadto, większość danych pobieranych z tych modeli IRI ogranicza się do makroskopowych ocen (stopniowanie wrzodów) i mikroskopowych analiz końcowych wskaźników stanu zapalnego10. Korzystając z tego modelu, możliwa jest wizualizacja w czasie rzeczywistym odpowiedzi komórkowej neutrofili po reperfuzji w skórze fluorescencyjnej myszy reporterowej. Wykorzystano wcześniej opublikowany model obrazowania ucha przyżyciowego8 z dodatkowymi modyfikacjami (ryc. 1, 2).