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Immunology and Infection

Analyse systématique de notation pour l’inflammation intestinale dans un modèle de colite induite par le sulfate de sodium murine dextran

Published: February 14, 2021 doi: 10.3791/62135

Summary

La notation systématique de l’inflammation intestinale utilisant un système informatique-aidé libre est un outil puissant pour comparer quantitativement des changements histopathologiques dans des modèles de colite caractérisés par la présence des ulcères et des changements inflammatoires. L’évaluation histologique de score de colite renforce des observations cliniques et facilite l’interprétation de données.

Abstract

Les modèles murins de colite sont des outils qui sont largement employés dans des études concentrées sur la compréhension de la pathobiologie des désordres intestinaux inflammatoires. Toutefois, des normes robustes pour la quantification objective et reproductible de la gravité de la maladie restent à définir. La plupart des méthodes d’analyse de la colite reposent sur une notation histologique limitée de petits segments de l’intestin, conduisant à des analyses partielles ou biaisées. Ici, nous combinons l’acquisition d’image à haute résolution et l’analyse longitudinale de l’ensemble du côlon pour quantifier les lésions intestinales et l’ulcération dans le modèle induit par le sulfate de sodium de dextran (DSS) de colite murine. Ce protocole permet la génération de résultats objectifs et reproductibles sans formation approfondie des utilisateurs. Ici, nous fournissons des détails complets sur la préparation de l’échantillon et l’analyse d’image à l’aide d’exemples de données de colite induite par le MAS. Cette méthode peut être facilement adaptée à d’autres modèles de colite murine qui ont une inflammation significative associée à des lésions muqueales. Nous démontrons que la fraction de la muqueuse enflammée/blessée et érodée/ulcérée par rapport à la longueur complète du côlon est étroitement parallèle aux résultats cliniques tels que la perte de poids au milieu de la progression induite par le DSS. Ce protocole histologique fournit un temps fiable et une aide rentable pour normaliser les analyses de l’activité de la maladie d’une manière impartiale dans les expériences de colite DSS.

Introduction

La barrière épithéliale gastro-intestinale joue un rôle central dans la séparation des antigènes luminaires et des agents pathogènes des compartiments tissulairessous-jacents 1. Les dommages épithéliales et les blessures muqueuses vus dans des conditions pathologiques telles que la maladie intestinale inflammatoire (IBD), l’ischémie, ou les dommages chirurgicaux sont associés aux symptômes cliniques qui incluent la diarrhée, la perte de poids, le sang dans les selles, et la douleur abdominale. En réponse aux dommages, les cellules épithéliales migrent et prolifèrent pour rééthéthélialiser et réparer les défauts muqueux de barrière. La résolution de l’inflammation et la restitution de l’intégrité muqueuse sont cruciales pour rétablir l’homéostasie muqueuse intestinaleet la fonction 2,3,4.

Divers modèles animaux ont été utilisés pour étudier les mécanismes moléculaires sous-jacents qui sont associés aux dommages à la barrière épithéliale intestinale. Des modèles bien établis et facilement applicables de colite induite chimiquement sont largement utilisés, particulièrement dans les études liées aux dommages inflammatoires tels que IBD. Un modèle commun, reproductible, et fiable de colite murine emploie le sulfate de sodium dextran (DSS) a 2gé des dommages coloniques et l’inflammation. La gravité de la maladie varie selon la souche de souris, la dose de DSS, la longueur de l’administration de DSS, et le poids moléculaire de DSS5,6,7.

Les dommages muqueux intestinaux pendant la colite de DSS sont habituellement évalués utilisant l’indice d’activité de la maladie (DAI), un score composite déterminé par la perte de poids, la teneur en sang fécale, et la consistance de selles. La teneur en sang fécal peut être microscopique (détectée à l’aide d’un test d’acide guaiac selles) ou macroscopique; la consistance fécale est classée comme dure, molle ou liquide (c.-à-d. diarrhée)5,8. La notation de ces paramètres cliniques peut être subjective et peut varier en fonction de l’expérience et du parti pris de l’utilisateur, bien que dans l’ensemble, les données fournissent des informations fiables et sont donc largement utilisées par les chercheurs en MII. En revanche, il n’y a aucune méthode généralement acceptée pour l’évaluation histologique des dommages muqueux. Le plus souvent, certaines zones du côlon sont inspectées par un pathologiste formé et notées en fonction de plusieurs paramètres qui incluent habituellement des dommages de crypte et l’infiltration de leucocyte9,10,11. Toutefois, comme le nombre de paramètres étudiés et la quantité de tissu analysé varient considérablement d’un rapport à l’autre, la comparabilité de nombreuses études publiées est limitée. Pour réduire le biais des observateurs et améliorer la concordance inter-études, un protocole de notation histologique idéal devrait : 1) inclure toute la longueur du côlon, car l’inflammation muqueuse intestinale est le plus souvent variable et les lésions de saut sont courantes, 2) limiter l’analyse à des paramètres clés et facilement interprétables spécifiques pour réduire la subjectivité, 3) faciliter le traitement rapide et cohérent d’un grand nombre d’échantillons, et 4) utiliser des outils largement disponibles et abordables pour l’acquisition, l’analyse et la présentation de données.

Ici, nous décrivons une technique pour traiter l’ensemble du côlon ou de longs segments de l’intestin grêle dans une configuration « rouleau suisse » avec l’utilisation d’un système de notation assisté par ordinateur gratuit pour analyser l’inflammation muqueuse intestinale et les dommages causés par la colite induite par le DSS.

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Protocol

Toutes les expériences sur les animaux décrites ont été approuvées par le Comité sur l’utilisation et l’œur des animaux de l’Université du Michigan.

1. Récolte de tissus

  1. Euthanasier les souris humainement à l’aide d’une anesthésie isoflurane suivie d’une dislocation cervicale, conformément aux protocoles approuvés. Pour toutes les expériences sur les animaux, l’approbation a été obtenue par un comité d’examen certifié conformément aux lignes directrices nationales et institutionnelles sur la manipulation des animaux.
  2. Placez la souris sur un tampon disséquant dans une position supine. Immobiliser les extrémités de la souris à l’aide d’aiguilles G de 20 G x 1 1/2 po.
  3. À l’aide de forceps et de ciseaux, faire une petite incision sur la peau abdominale et la tirer sur le côté pour exposer le péritoine.
  4. Ouvrez la cavité abdominale avec une incision médiane dans le péritoine de l’os pubien aux côtés de l’abdomen.
  5. Retirer soigneusement les tissus et les organes jusqu’à ce que le gros intestin soit visualisé. Couper l’os pelvien des deux côtés du côlon pour visualiser complètement l’organe, s’étendant de l’anus vers le cécu.
  6. Retirez doucement la graisse, les petites veines et les artères attachées au côlon, tout en disséquant soigneusement l’organe, en coupant juste proximal à l’anus et juste distal au cecum.
    REMARQUE : Les deux points disséqués doivent rester à température ambiante pendant la procédure de roulis suisse.
  7. Rincer soigneusement le côlon avec 1x PBS, à l’aide d’une aiguille de gavage en plastique souple insérée dans l’anus pour enlever le contenu fécal.
  8. Placez le côlon en ligne droite et ouvrez longitudilement le long de l’artère mésentérique. Couper le côlon en deux longitudilement du distal à l’extrémité proximale (Figure 1A). La moitié du tissu peut être utilisée pour l’analyse histologique tandis que l’autre peut être traitée pour la tache occidentale, PCR ou roulée dans un deuxième rouleau suisse pour la microscopie fraîchement congelée d’immunofluorescence12.

2. Préparation de rouleaux suisses

  1. Couper les tissus supplémentaires du côlon proximal à l’aide d’une lame de rasoir jusqu’à ce qu’environ la même largeur le long de la longueur du côlon entier soit obtenue.
  2. Alignez le côlon pour exposer le lumen face vers le haut, et aplatissez le tissu complètement à l’aide d’une aiguille de gavage flexible. Ajouter plus de PBS, si nécessaire, pour garder le tissu humide tout au long de la procédure.
  3. Retirer l’excès de PBS à l’aide d’un lingette en papier. À l’aide d’une seringue et d’une aiguille de gavage, ajouter une solution formaline tamponnée neutre de 10 % sur le tissu pendant 2 à 3 minutes pour fixer et aplatir le tissu.
  4. Utilisez des forceps droits pour saisir l’extrémité du côlon distal et tordre le côlon en cercles concentriques de l’extrémité distale à proximale (Figure 1B).
    REMARQUE : Il est possible de repousser l’intérieur du rouleau suisse tout en roulant à l’aide de l’index pour s’assurer que le tissu est à l’intérieur du rouleau.
  5. Insérez une aiguille de 27 G pour épingler le côlon au milieu pour maintenir sa forme de rouleau suisse( Figure 1C).
  6. Placez le rouleau suisse avec l’aiguille dans une cassette d’intégration à l’intérieur d’un récipient de spécimen histologique.
    REMARQUE : Les tissus doivent être orientés parallèlement à la cassette avant la fixation (Figure 1D).
  7. Fixer le tissu dans 10% neutre tamponné solution formaline pendant la nuit à 4 °C13.
  8. Après la fixation de nuit, laver le tissu 3x avec PBS.
  9. Ajouter 70 % d’éthanol au tissu avant le processus d’intégration de la paraffine. Retirer l’aiguille du rouleau suisse avant de procéder. Les tissus peuvent être stockés dans de l’éthanol à température ambiante jusqu’à ce que la paraffine intègre13.
  10. Placer les échantillons dans le robot tissulaire, les intégrer dans la paraffine et préparer des sections de 4 μm, montées sur des diapositives de microscopie chargées positivement (figure 1E). Il peut s’agir d’un point d’arrêt optionnel.
    REMARQUE : Une bonne orientation tissulaire est essentielle pour obtenir des sections adaptées à l’analyse d’images. L’intégration parallèle du rouleau suisse dans la cassette de paraffine se traduira par des sections complètes appropriées pour l’analyse d’images(figure 1F-1H). Les sections obliques doivent être évitées pour éviter les sectionsincomplètes ( figure 1I-1K). Pour plus de détails, consultez la section Discussion.
  11. Sections de taches avec hématoxyline et éosine (H&E)13.

3. Numérisation et analyse numériques

REMARQUE : Pour une évaluation précise des changements muqueux, sélectionnez uniquement les sections qui comprennent au moins 90 % de la longueur totale du côlon.

  1. Numériser les sections tachées à l’aide d’un scanner de diapositives ou d’un imageur (voir tableau des matériaux). Les images produites ont besoin d’une résolution de 0,25 microns par pixel avec objectif 40x et grossissement 40x.
  2. Installer et télécharger un logiciel approprié pour l’analyse numérique des diapositives numérisées (voir tableau des matériaux).
  3. Ouvrez les images numérisées dans le logiciel de traitementd’image ( Figure 2A). Vérifiez que tout le côlon est visible et qu’il n’y a pas de zones manquantes de l’échantillon.
  4. Activez l’imageur d’étiquettes et les outils de barre d’échelle pour identifier correctement les diapositives numérisées en cliquant sur l’imageur d’étiquette (Figure 2A).
  5. Ouvrez l’outil annotations en cliquant sur Annotations, (Figure 2A) et de créer 3 couches différentes en cliquant sur Nouvelle couche (Figure 2B) pour quantifier la longueur totale du rouleau suisse, inflammation / blessure, et l’érosion / ulcération. Choisissez une couleur différente pour chaque couche en cliquant sur la couleur de la couche ( Figure2B).
  6. Mesurez la longueur de chaque couche/catégorie en cliquant sur l’outil Pen (Figure 2A), en utilisant la muqueuse muscularis comme référence :
    1. Visualisez l’image à 400 μm zoom (ou plus) pour faciliter une visualisation adéquate de la muqueuse muscularis.
      REMARQUE : Le grossissement est facilement contrôlé à l’aide de la roue de défilement de la souris et devra être ajusté au besoin lors du déplacement à travers la section pour dessiner toutes les lignes.
    2. Cliquez sur l’outil Pen pour tracer une ligne suivant la muqueuse muscularis (Figure 2A). Déplacez le pointeur au besoin pour visualiser la zone adjacente pour analyse.
      REMARQUE : Chaque fois que le stylet est arrêté, une petite nouvelle couche de région sera générée. Il peut être visualisé et modifié avec l’onglet Régions de couche (sélectionnez segment désiré et cliquez sur Supprimer la couche en cas d’erreurs ou de corrections, figure 2B).
  7. Une fois que toutes les couches (figure 2C) sont définies, exportez les données à l’aide du bouton Export Grid to Text File à l’intérieur des options de régions de couche ( figure2B).
    REMARQUE : Enregistrez souvent les fichiers tout en créant les couches pour vous assurer que les données sont correctement stockées.
  8. Ouvrez les fichiers texte et copiez les données à l’aide d’un logiciel de feuille de calcul. Totalez tous les segments de chaque région et calculez le pourcentage de blessures et d’ulcération par rapport à la longueur totale.
  9. Pour calculer le score histologique de colite (HCS) et pour évaluer la sévérité de la maladie, considérez trois caractéristiques principales comme détaillées ci-dessous.
    1. Vérifiez la muqueuse intestinale saine qui se caractérise par des cellules épithéliales organisées dans l’axe cryptique-luminal, propria lamina avec peu de cellules immunitaires, et muqueuse muscularis sous-jacques qui interface la muqueuse et la submucosa (Figure 3A).
    2. Vérifiez l’inflammation/blessure caractérisée par des cryptes épithéliales atténuées ou partiellement manquantes et une inflammation muqueuse avec infiltration de neutrophiles dans les cryptes (figure 3B).
    3. Vérifiez la présence d’érosion/ulcération caractérisée par des zones dépourvues d’épithélium de surface ou des zones dépourvues complètement de cryptes épithéliales avec ou sans leucocytes associés (figure 3C).
  10. Calculer le SCS des régions blessées et ulcérées exprimées en pourcentage de la longueur totale de la formule suivante :
    Equation 1
    REMARQUE : Le SHC combine le pourcentage d’inflammation/blessure et d’érosion/ulcération en ajoutant un facteur de deux à ce dernier, en se fondant sur une hypothèse raisonnable selon laquelle la perte complète de l’épithélium entraîne une perte maximale de l’intégrité de la barrière et, par conséquent, une maladie pire. HCS représente uniformément les changements morphologiques provoqués par la colite expérimentale induite par DSS. Fait intéressant, nous n’avons pas vu de corrélation claire entre le nombre d’agrégats lymphoïdes du côlon ou de follicules et la gravité clinique de la maladie dans la colite du MAS et, par conséquent, nous n’avons pas inclus la quantification dans cette analyse.
  11. Prenez un instantané des images représentatives (cliquez sur Instantané, Figure 2A), et enregistrer. Incluez des barres d’échelle si nécessaire en cliquant sur Afficher/Masquer la barre d’échelle ( figure 2A).

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Representative Results

Pour illustrer la fiabilité de cette analyse histologique de score de colite dans le contexte des dommages muqueux après défi de DSS et rétablissement suivant de la colite, nous avons administré 2.5% DSS dans l’eau potable de huit souris mâles de type C57BL6 mâles de 10 semaines pendant 5 jours suivies d’une période de rétablissement avec l’eau régulière pendant 5 jours. Il n’y a eu aucun changement dans le poids corporel pendant l’administration aiguë de DSS, du jour 0 à 5 (figure 4A). Le poids corporel a considérablement diminué après le jour 5, lorsque les souris ont commencé à boire de l’eau du robinet régulière. Le sang et les selles molles sont apparus après 3 jours d’administration du DSS et se sont poursuivis pendant les 3 jours suivants sur l’eau jusqu’au jour 8de l’expérience ( figure 4B). Ces observations ont suggéré que les effets les plus néfastes de l’exposition au DSS ont été observés pendant la période de rétablissement entre les jours 5 et 8. La mesure de la longueur du côlon le jour 10 a confirmé un raccourcissement significatif à la fin de l’expérience (figure 4C). Les colons ont été récoltés aux jours 0, 2, 5, 7, 8 et 10 pour faire des rouleaux suisses de paraffine. Les tissus ont été tachés de H&E et des scans haute définition (figure 4D) ont été analysés pour calculer le score histologique de colite (figure 4E) et le pourcentage de blessures et d’ulcérations (figure 4F).

La figure 4D montre l’architecture normale de crypte chez les souris C576BL6 non traitées, superficielles à la muqueuse muscularis et soutenues par le propria lamina (jour 0, flèche). Après 2 jours d’administration de DSS, le recrutement de cellules immunitaires a été observé (jour 2, flèche). Le jour 5, les cellules épithéliales sont apparues endommagées, et il y avait une infiltration des neutrophiles à travers l’épithélium (cryptite) lié aux dommages épithéliales (jour 5, flèche). Du jour 5 au 8, des secteurs de perte épithéliale avec l’inflammation et l’ulcération ont été notés (jour 7 et 8, flèches). Ce dernier est communément observé car les souris boivent régulièrement de l’eau du robinet pendant la phase de récupération. Enfin, les cellules épithéliales commencent à se régénérer et à repeupler les zones ulcérées, rétablissant lentement la muqueuse du côlon au jour 10 (flèche).

Le SHC reflète étroitement l’évaluation simple du pourcentage d’inflammation/blessure et d’érosion/ulcération, et les deux démontrent quantitativement qu’il y a des dommages significatifs au côlon des souris pendant le rétablissement du DSS le jour 5 à 10, qui est corrélé avec des érosions épithéliales et l’infiltration de leucocyte montrée dans la figure 4D. Les données fournies par le SCS font la distinction entre la gravité de la maladie en ce qui concerne l’inflammation associée aux lésions épithéliales par rapport à l’érosion/ulcération.

Ces observations démontrent que le système de notation systématique du SCS proposé dans ce protocole constitue un outil fiable pour quantifier les dommages muqueux.

Figure 1
Figure 1 :La préparation de l’échantillon est cruciale pour une analyse précise des données. (A) Colon distal complètement étendu et ouvert le long de l’artère mésentérique. (B) processus de roulement suisse. (C) Insertion d’aiguille pour tenir la forme de rouleau suisse (D) cassette d’intégration de paraffine. (E) Bloc de paraffine. (F) Orientation parallèle de rouleau suisse pour éviter des sections partielles. (G) Rouleau suisse complet, barre d’échelle: 2 mm. (H) Section idéale de cryptes du côlon, barre d’échelle: 80 μm. (I) Oblique orientation rouleau suisse. (J) Rouleau suisse incomplet, barre d’échelle: 2mm. (K) Section oblique des cryptes du côlon, barre d’échelle: 80 μm. Veuillez cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.

Figure 2
Figure 2: Évaluation quantitative des dommages muqueux. ( A ) Barred’outilsde base avec instantané, curseur de zoom, barre/axes/grille d’échelle d’exposition/cache, imageur d’étiquette, annotations, et dispositifs d’outil de stylo, entre autres. (B) Menu Annotations affichant la couleur de la couche, nouvelle couche, supprimer la couche, afficher / masquer la couche, supprimer la région et la grille d’exportation pour texter les boutons de fichier. (C) Vue d’ensemble de la longueur totale, couches blessées et ulcérées, barre d’échelle: 3 mm. Veuillez cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.

Figure 3
Figure 3: Morphologie de la muqueuse intestinale de souris tachée d’hématoxyline et d’éosine après colite expérimentale aiguë DSS suivie d’une récupération. (A) Cellules intestinales saines organisées en cryptes du côlon entourées de propria lamina et séparées de la submucosa par la muqueuse muscularis, barre d’échelle : 200 μm. (B) Inflammation muqueuse aiguë ou blessure par infiltration de neutrophiles dans la muqueuse et épithélium cryptique, associée à la distorsion/perte épithéliale cryptique et à l’atténuation épithéliale, barre d’échelle : 200 μm. ( C )Zonesulcérées ou érodées avec perte épithéliale complète et inflammation associée., barre d’échelle : 200 μm. Veuillez cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.

Figure 4
Figure 4: Score histologique de colite et pourcentage de blessures et d’ulcérations corrélées avec le poids corporel et l’indice des selles pendant la colite expérimentale du MAS : (A) Le poids corporel et (B) les indices de selles sont évalués quotidiennement chez les souris de type sauvage traitées avec 2,5 % de DSS pendant 5 jours (ligne rouge), suivies de 5 jours de récupération sur l’eau (ligne noire). Les données sont représentatives de deux expériences indépendantes avec au moins 4 souris par groupe et sont exprimées en moyenne ± SEM. L’importance est déterminée par une comparaison multiple dans les deux sens ANOVA et Sidak, *p<0,033, **p<002 et ***p<001. (C) La longueur du côlon des souris a été mesurée au jour 10. Les données sont représentatives de deux expériences indépendantes avec au moins 3 souris par groupe et sont exprimées en tant que ± moyenne SEM. L’importance est déterminée par le test t de l’étudiant à deux queues, ***p<001. (D) Des sections de tissu tachées d’hématoxyline et d’éosine (H&E) de muqueuse du côlon ont été analysées pour calculer, barres d’échelle : 60 μm. (E) Score histologique de colite (HCS) et pourcentage de dommages/ulcération par rapport à la longueur du côlon. Les données sont représentatives de deux expériences avec 2 souris par groupe et sont exprimées en moyenne ± SEM. L’importance est déterminée par une comparaison multiple à sens unique ANOVA et Tukey, *p<0,033, **p<002 et ***p<0,001. S’il vous plaît cliquez ici pour voir une version plus grande de ce chiffre.

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Discussion

Notre système histologique de score de colite constitue un outil fiable pour quantifier l’inflammation des tissus et les dommages dans l’intestin. Cette approche permet de mieux comprendre l’état histopathologique de l’organe tout entier sans biais de sélection de petites zones ou de sections incomplètes. Parmi les étapes critiques pour exécuter avec succès ce protocole figurent la préparation appropriée des rouleaux suisses qui permettent d’analyser au moins 90% de la longueur du côlon; orientation parallèle pendant l’intégration et la sectionne de paraffine pour assurer des sections droites et uniformes de tissu avec des vues longitudinales des cryptes épithéliales ; la pratique et la formation avec la supervision d’un pathologiste expérimenté pour confirmer que les stagiaires identifient les différences entre l’inflammation aiguë, les dommages épithéliales, et l’érosion/ulcération ; et l’accès à un scanner numérique haute résolution.

De petits ajustements et dépannages sont nécessaires pour orienter adéquatement le rouleau suisse pendant l’intégration de la paraffine ainsi que pendant la sectionnement afin de s’assurer que le tissu est orienté parallèlement par rapport à la cassette et à la lame de paraffine (figure 1E-F). L’adhésion à cette orientation spatiale réduira le nombre de sections incomplètes. Si le côlon est parfaitement roulé sur lui-même, les meilleures sections, y compris la majeure partie de la longueur des tissus seront situés près du milieu du rouleau suisse (Figure 1F). La collecte de plusieurs sections augmente considérablement les chances d’obtenir des sections bien orientées où toute la longueur des cryptes est visible (Figure 1G-H). Évitez de sectionner les rouleaux suisses obliques (figure 1I-J), caractérisés par des cryptes circulaires ou des beignets de crypte (Figure 1K). Souvent, la visualisation des sections recueillies au microscope est fortement recommandée pour assurer une technique appropriée. Une bonne section capture toute la longueur du côlon.

Tout instrument qui permet de capturer toute la longueur du rouleau suisse et fournit la résolution nécessaire pour magnifier le tissu pour visualiser l’architecture de la crypte est suffisant pour l’évaluation du HCS. Certains microscopes permettent le chevauchement de petites images et reconstruisent des sections entières de tissus. Cependant, la résolution de ces images pourrait être pauvre après avoir augmenté le grossissement pour marquer le tissu. En outre, le chevauchement des sections peut ne pas être parfait, laissant des zones de tissu qui ne sont pas bien définies et impossibles à marquer avec précision.

Parmi les avantages du protocole de notation proposé ici sont la classification du tissu dans seulement deux catégories inflammation / blessure ou érosion / ulcération. Cela simplifie et accélère la classification des lésions tissulaires, tout en augmentant la reproductibilité. Le logiciel utilisé pour l’analyse est accessible, gratuit et facile à utiliser. Le SHC reflète fidèlement les dommages muqueux, car il permet de quantifier les zones ulcérées sur toute la longueur du côlon et fournit de façon appropriée plus de poids vers cette pathologie par rapport aux régions enflammées et non ulcérées. Cela se reflète clairement lorsque les données du SHC sont comparées par rapport au pourcentage de blessures/ulcérations (figure 4E-F). L’analyse de notation de chaque échantillon prend environ 40 minutes. Avec la formation appropriée, l’accès aux diapositives numérisées, un ordinateur et le logiciel, la plupart des chercheurs peuvent effectuer l’analyse. Cependant, il est toujours conseillé de confirmer les résultats de notation avec un pathologiste pour assurer l’exactitude et la reproductibilité. L’évaluation de l’inflammation intestinale peut être effectuée avec n’importe quel logiciel qui permet le grossissement à haute résolution des glissières et des mesures de longueur ; toutefois, pour plus de simplicité, dans ce protocole, nous nous sommes concentrés sur le logiciel répertorié dans le Tableau des matériaux.

Nous avons utilisé ce système de notation pour analyser avec succès la maladie à travers diverses expériences de colite DSS. Par exemple, Kelm et coll.14 ont exploré l’importance de la glycosylation du CD44v6, un important régulateur de la migration et de la prolifération épithéliales, à l’aide d’un nouvel anticorps (GM35). Ils ont démontré la notation réduite d’indice d’activité de la maladie et l’amélioration de HSC chez les souris contestées avec le DSS aigu suivant le ciblage des glycans de lewis de sialyl A sur CD44v6 épithélial, confirmant l’importance de la modification post translationnelle des variantes de CD44 pour la récupération après des dommages induits par DSS14. Dans un autre exemple, Reed et coll.15 ont utilisé un modèle chronique de SSD pour étudier les lésions muqueuses et la réparation chez la souris ayant une suppression spécifique épithéliale du CD47, une protéine transmembrane importante pour les processus inflammatoires et de réparation. Des balayages de deux points ont été analysés et notés pour calculer le pourcentage de dommages et d’ulcération comme décrit ci-dessus, démontrant la réparation muqueuse nettement altérée chez les souris manquant de CD47 épithélial15. Le modèle chronique de colite dans ce rapport employait l’administration cyclique de DSS pour analyser des dommages et réparer au fil du temps.

D’autres publications de notre groupe et d’autres ont démontré les avantages de ce système de notation et sa corrélation avec les symptômescliniques 6,16,17. Ce protocole décrit en détail comment préparer et marquer les rouleaux suisses, à l’aide de logiciels gratuits et facilement accessibles. La simplicité de la notation proposée ici est basée sur l’utilisation de seulement deux catégories (inflammation/blessure ou érosion/ulcération) dans les diapositives numérisées pour faciliter le processus de notation et augmenter la reproductibilité. Fait important, le système de notation décrit ici est également corrélé avec les paramètres cliniques de l’inflammation intestinale. En conclusion, le score histologique de colite est un outil qui peut être employé pour marquer quantitativement DSS-colitis et peut être appliqué à d’autres modèles de colite liés à l’inflammation et aux dommages/perte épithéliales.

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Disclosures

Les auteurs n’ont rien à divulguer.

Acknowledgments

Les auteurs souhaitent souligner le soutien du financement des NIH DK055679, DK089763, DK079392, DK061739, DK072564 et les Services de numérisation des diapositives de pathologie de l’Université du Michigan.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Aperio AT2 – High Volume, Digital Whole Slide Scanning Leica Biosystems Aperio AT2
Absorbent Underpads with waterproof moisture barrier VWR International 56616-032
American Line 66-0089 Single Edge Blade, 100 per pkg GT Midwest TL5837
BD Luer-Lok Disposable Syringes without Needles Fisher scientific 14-823-2A
Bonn Strabismus Scissors - ToughCut Fine Science tools 11103-09
Bonn Strabismus Scissors - ToughCut Fine Science tools 14084-09
Dumont #5 Forceps Fine Science tools 11251-20
Formalin solution, neutral buffered, 10% Sigma HT501640-19L
HistoPrep 70% Ea Fisherbran 70% denatured ethyl alcohol
ImageScope Aperio Version 12.3.3.5039 http://www.leicabiosystems.com/pathology-imaging/aperio-epathology/integrate/imagescope/
LeakBuster Specimen Containers: Sterile Starplex Scientific B120210
Phosphate-Buffere Saline, without calcium & magnesium Corning 21-040-CV
Plastic Feeding tubes, 20 GA x 30 mm Instech FTP2030
PrecisionGlide Needle, Size: 20 G x 1 1/2 in BD (Becton, Dickinson and Company) 305176
PrecisionGlide Needle, Size: 27 G x 1/2 in BD (Becton, Dickinson and Company) 305109
Syringe, 10 ml BD (Becton, Dickinson and Company) 302995
Unisette Tissue Cassettes Simport M505-2

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Kagnoff, M. F. The intestinal epithelium is an integral component of a communications network. Journal of Clinical Investigation. 124 (7), 2841-2843 (2014).
  2. Laukoetter, M. G., Nava, P., Nusrat, A. Role of the intestinal barrier in inflammatory bowel disease. World Journal of Gastroenterology. 14 (3), 401-407 (2008).
  3. Baumgart, D. C., Sandborn, W. J. Crohn's disease. Lancet. 380 (9853), 1590-1605 (2012).
  4. Ordas, I., Eckmann, L., Talamini, M., Baumgart, D. C., Sandborn, W. J. Ulcerative colitis. Lancet. 380 (9853), 1606-1619 (2012).
  5. Vowinkel, T., Kalogeris, T. J., Mori, M., Krieglstein, C. F., Granger, D. N. Impact of dextran sulfate sodium load on the severity of inflammation in experimental colitis. Digestive Diseases and Sciences. 49 (4), 556-564 (2004).
  6. Kitajima, S., Takuma, S., Morimoto, M. Histological analysis of murine colitis induced by dextran sulfate sodium of different molecular weights. Experimental Animals. 49 (1), 9-15 (2000).
  7. Mahler, M., et al. Differential susceptibility of inbred mouse strains to dextran sulfate sodium-induced colitis. American Journal of Physiology. 274 (3), 544-551 (1998).
  8. Wirtz, S., Neufert, C., Weigmann, B., Neurath, M. F. Chemically induced mouse models of intestinal inflammation. Nature Protocols. 2 (3), 541-546 (2007).
  9. Kozlowski, C., et al. An entirely automated method to score DSS-induced colitis in mice by digital image analysis of pathology slides. Disease Models & Mechanisms. 6 (3), 855-865 (2013).
  10. Perse, M., Cerar, A. Dextran sodium sulphate colitis mouse model: traps and tricks. Journal of Biomedicine and Biotechnology. 2012, 718617 (2012).
  11. Mizoguchi, A. Animal models of inflammatory bowel disease. Progress in Molecular Biology and Translational Science. 105, 263-320 (2012).
  12. Flemming, S., et al. Desmocollin-2 promotes intestinal mucosal repair by controlling integrin-dependent cell adhesion and migration. Molecular Biology of the Cell. 31 (6), 407-418 (2020).
  13. Luna, L. G. Armed Forces Institute of Pathology (U.S) & Armed Forces Institute of Pathology (U.S.). Manual of Histologic Staining Methods of the Armed Forces Institute of Pathology. 3d edn. , Blakiston Division. (1968).
  14. Kelm, M., et al. Targeting epithelium-expressed sialyl Lewis glycans improves colonic mucosal wound healing and protects against colitis. The Journal of Clinical Investigation Insight. 5 (12), (2020).
  15. Reed, M., et al. Epithelial CD47 is critical for mucosal repair in the murine intestine in vivo. Nature Communications. 10 (1), 5004 (2019).
  16. Laukoetter, M. G., et al. JAM-A regulates permeability and inflammation in the intestine in vivo. Journal of Experimental Medicine. 204 (13), 3067-3076 (2007).
  17. Khounlotham, M., et al. Compromised intestinal epithelial barrier induces adaptive immune compensation that protects from colitis. Immunity. 37 (3), 563-573 (2012).

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Immunologie et infection numéro 168 DSS-colite inflammation blessure érosion ulcère score histologique de colite
Analyse systématique de notation pour l’inflammation intestinale dans un modèle de colite induite par le sulfate de sodium murine dextran
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Garcia-Hernandez, V., Neumann, P.More

Garcia-Hernandez, V., Neumann, P. A., Koch, S., Lyons, R., Nusrat, A., Parkos, C. A. Systematic Scoring Analysis for Intestinal Inflammation in a Murine Dextran Sodium Sulfate-Induced Colitis Model. J. Vis. Exp. (168), e62135, doi:10.3791/62135 (2021).

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