Summary

Microscopia intravital Imagem do Fígado seguinte<em> Leishmania</em> Infecção: Uma Avaliação de hepáticas Hemodinâmica

Published: July 28, 2015
doi:

Summary

This article reports on a detailed method for the dynamic measurement and quantification of blood flow velocity within individual blood vessels of the mouse liver vasculature using intravital microscopy imaging in combination with a specific methodology for image acquisition and analysis.

Abstract

Microscopia intravital (IVM) é uma técnica de imageamento óptico poderoso que tornou possível a visualização, monitoramento e quantificação de vários eventos biológicos em tempo real e em animais vivos. Esta tecnologia tem avançado muito a nossa compreensão de processos fisiológicos e fenômenos mediada por patógenos em órgãos específicos.

Neste estudo, IVM é aplicada para o fígado do rato e protocolos foram concebidos para a imagem in vivo, o sistema circulatório do fígado e medir glóbulos vermelhos do sangue (RBC) velocidade em vasos hepáticos individuais. Para visualizar os diferentes subtipos dos vasos que caracterizam o órgão hepático e realizar medições da velocidade do fluxo sanguíneo, ratinhos C57BL / 6 são injectados por via intravenosa com um reagente fluorescente de plasma que rotula a vasculatura associada a fígado. IVM permite in vivo, em tempo real, a medição da velocidade de RBC em um vaso de interesse específica. Estabelecer esta metodologia tornará possívelinvestigar a hemodinâmica do fígado, em condições fisiológicas e patológicas. Em última análise, esta metodologia baseada na imagem será importante para o estudo da influência de L. infecção donovani na hemodinâmica hepáticas.

Este método pode ser aplicado a outros modelos infecciosas e órgãos de rato e pode ainda ser alargado para ensaios pré-clínicos do efeito de uma droga sobre a inflamação através da quantificação do seu efeito sobre o fluxo sanguíneo.

Introduction

Hemodinâmica específicos de órgãos são características fisiológicas importantes de qualquer órgão de mamíferos. Anormalidades no fluxo sanguíneo pode ser a consequência de inflamação e um sinal de disfunção de órgãos 1. Assim, o fluxo de sangue organização, estrutura e função de parâmetros aparecem como críticos para análise sob condições fisiológicas e patológicas. As técnicas que têm sido normalmente utilizadas para a análise de fluxo sanguíneo em um órgão específico contêm várias limitações, incluindo o limite de resolução da técnica em si (por exemplo, o Doppler do fluxo de sangue), a capacidade para a medição de fluxo sanguíneo absoluto única (volume de sangue por unidade que serve um órgão) (por exemplo, a tomografia de coerência óptica) ea medição de mudanças médias em velocidade em uma população grande e heterogêneo de vasos sangüíneos 2,3. Sistema circulatório do fígado liga diferentes subtipos de vasos que são heterogêneos em seu tamanho, estrutura e função. Dentroesta tecnologia de imagem estudo, microscopia intravital (IVM) é aplicado para avaliar a hemodinâmica do fígado in vivo, em tempo real, com elevada resolução e em paralelo para descobrir as características dos vasos sanguíneos individuais que formam o órgão hepático. O recente desenvolvimento desta técnica de imagem óptico potente permite ao pesquisador para coletar dados dinâmicos em animais vivendo em uma resolução espacial e temporal alta. Ao permitir a visualização direta e acompanhamento dos processos biológicos específicos e rápidos in vivo em tempo real, IVM fornece uma oportunidade única para que o pesquisador vasos sanguíneos imagem individual e medir e quantificar a velocidade de glóbulos vermelhos de solteiro (RBC) dentro de um especificamente selecionados embarcação hepática.

Neste estudo, nós implementamos a técnica de IVM no fígado do rato para investigar a influência da infecção do mouse pelo parasita Leishmania hepatotrópico sobre a hemodinâmica do fígado. L. donovanié o agente responsável pela leishmaniose visceral, uma doença grave caracterizada por respostas inflamatórias agudas-em-uma patologia crónica e que está presente em vários órgãos, incluindo o baço e o fígado. Num modelo de rato experimental de leishmaniose visceral, a infecção do fígado é auto-resolução enquanto que a infecção do baço é progressiva 4. Estes resultados de infecção por Leishmania em relação aos órgãos individuais são ainda não completamente compreendidas. Investigação de hemodinâmica do fígado e baço em condições patológicas vai lançar uma nova luz sobre as interacções parasita-hospedeiro e patogênese da doença.

Nosso sistema modelo experimental é baseado em expor e imagiologia do fígado de um rato anestesiado que receberam injeção intravenosa de corantes fluorescentes específicos para a rotulagem do intravasculature hepática. O fígado é um órgão favorável para microscopia intra-vital. Depois de realizar uma pequena incision no abdômen, o fígado é suavemente exteriorizada e colocada sobre uma gaze molhada, em seguida, em uma lamela com o objetivo de reduzir quaisquer artefatos de movimento devido à pulsação e respiração. O fígado é então colocado dentro da visão de uma lente do microscópio. Em comparação com o baço e nó de linfa, que exigem a utilização de dois fotões para estudos de microscopia de IVM, a vantagem de o fígado reside na sua arquitectura homogénea 3D / anatomia, que permite o uso de um microscópio confocal convencional, com uma profundidade de penetração máxima de aproximadamente 50 mm, para microscopia intravital imagiologia 5-8.

Este estudo descreve dois métodos de imagem independentes para a medição quantitativa da RBC velocidade e velocidade do fluxo sanguíneo nos vasos sanguíneos individuais. No primeiro método, o fluxo de sangue no fígado é adquirida utilizando um modo de bi-dimensional xy ao longo do tempo. Os dados XYT resultantes são analisados ​​usando o plugin MtrackJ no software livre ImageJ, que permite o rastreamento de individual hemácias ao longo do tempo. No segundo método, um único vaso sanguíneo é seleccionado e a sua correspondente fluxo de sangue é analisada utilizando o modo de varrimento de linha rápida aquisição do microscópio confocal de varredura a laser. O vaso de interesse é digitalizada de alta frequência ao longo do seu eixo central através de uma linha axial. A velocidade do fluxo de sangue é então quantificada com base na diferença de contraste entre eritrócitos não marcados escuras e plasma marcado por fluorescência. As intensidades de fluorescência de glóbulos vermelhos e plasma adquiridos ao longo da linha de varrimento são representados graficamente contra o tempo para obter estrias, os ângulos dos quais são proporcionais às velocidades de um RBC indivíduo.

O objetivo deste artigo é fornecer um método simples e reprodutível para a imagem latente e medir a velocidade do fluxo de sangue dentro dos vasos sanguíneos individuais do fígado e disponibilizar as ferramentas básicas para a realização bem-sucedida da cirurgia rato, IVM e análises quantitativas da velocidade de glóbulos vermelhos individuais. Tsua abordagem permitirá que os investigadores para ganhar novos insights sobre velocidade do sangue em condições patológicas.

Protocol

Declaração de ética: Todos os estudos com animais foram realizados de acordo com as diretrizes e protocolos que foram aprovados pelo Comitê de Cuidado e Uso da Université Aix-Marseille, França animal Institucional. Feminino camundongos C57BL / 6 a 8 – 10 semanas de idade foram comercialmente obtida e manipulada de acordo com as regras do Décret N ° 8 ° 87-848, 19 de outubro, 1987, Paris. Todos os experimentos usando L. donovani parasitas LD1S foram conduzidos de acordo com as normas de biossegurança d…

Representative Results

A organização arquitectónico específico dos sinusóides do fígado pode ser visualizado com base na propriedade autofluorescente deste órgão (Figura 1, painel B e C, verde), a injecção intraperitoneal de Hoechst para a rotulagem dos núcleos de hepatócitos (Figura 1B, azul) e a injecção intravenosa de BSA fluorescente para a coloração do sistema circulatório hepática (Figura 1C, vermelho). O fígado é composto por vários subtipos dos vasos diferentes co…

Discussion

O desenvolvimento recente de microscopia intravital do fígado do rato abre novas possibilidades para a investigação da resposta fisiológica à infecção in vivo e em tempo real, 5,9,10. Fluxo sanguíneo de órgãos é um parâmetro fisiológico crítico que é frequentemente alterados em muitas doenças. No entanto, o estado da hemodinâmica hepáticas, sob condições fisiológicas e infecciosas continua a ser uma área pouco explorado. Neste estudo, os métodos baseados em IVM, que foram previ…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Esta pesquisa foi apoiada pelo INSERM, da Universidade de Aix-Marseille e um prêmio de Desenvolvimento de Carreira de HFSPO obtido por CL Forestier.

Materials

Hoechst 33342 Sigma Aldrich B2261
BSA-Alexa 647 lifetechnologies A34785
Dextran-FITC 500 mol wt SIGMA 46947
Ketamine PanPharma 20434
Xylazine Bayer KP07KEU
Vetedine Pharma Animal 6869029
Cyanoacrylate liquid Cyanolit 5833300005
Coverslip frame: Membrane slide for microdissection part N°: 5013 Molecular machines 50103
Coverslip DiaPath 24×60 ep: 1.6 mm DiaPath 61061
Confocal laser scanning microscope Leica  TCS-SP5
LAS-AF viewer  Leica software Version 3.1.0 buid 8587

References

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Cite This Article
Dasari, S., Weber, P., Makhloufi, C., Lopez, E., Forestier, C. Intravital Microscopy Imaging of the Liver following Leishmania Infection: An Assessment of Hepatic Hemodynamics. J. Vis. Exp. (101), e52303, doi:10.3791/52303 (2015).

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