Size Matters: Cryptococcus neoformans kapsül çap ölçümü

Çeyrek milyon insan her yıl etkileyen ve her yıl daha fazla 180.000 ölümle sonuçlanan, Cryptococcus neoformans patojen, hücre içi mantar ve Kriptokokkoz^1,2, hastalığının olduğunu ³. zor hit antiretroviral tedavi, hazır erişim onları akut hastalık^4,5,6duyarlı hale sahip olmayan HIV pozitif hastaların yoksul ülkelerde vardır. CDC verileri alt ve Sahra Afrika, C. neoformans tüberküloz daha fazla insan her yıl ve daha fazla her ay herhangi bir Ebola salgını kayıt¹daha öldürdüğünü gösteriyor. Maruz kalma en yaygın yol çevre⁷olağan hale kabuktan sporlar teneffüs edilmesi oluşur. Akciğerlere girdikten sonra C. neoformans başarı enfekte bireylerin içinde katkıda birkaç virülans faktörleri vardır. Acapsular suşları öldürücü⁸değildir olarak polisakkarit kapsülü mikrop’ın birincil virülans faktörü olarak kabul edilir.

Cryptococcal kapsül üç ilke bileşenlerini yapılır: glucuronoxylomannan (GXM), galactoxylomannan (GalXM) ve mannoproteins (MPs)⁹. MPs kapsül görece küçük bir hücre duvarı ilişkili bileşeni olmakla birlikte, bunlar immunojenik ve çoğunlukla pro-inflamatuar yanıt^9,10yükseltebilirsiniz. Buna ek olarak, kapsül toplu GXM ve GalXM yapmak (> ağırlıkça % 90’ı) ve immünsupresif etkileri¹¹var. İmmunomodulatory etkileri yanı sıra, kapsül vivo içinde hızlı genişleme ana bilgisayar Fagositik hücreleri (Yani, nötrofiller ve makrofajlar)¹²tarafından yenmesi için mekanik bir engel oluşturur. C. neoformans kapsül ve onun sentez karmaşık olmakla birlikte, genel olarak, artan kapsül çapı artan virülans^6,13,14ile ilişkilidir. Bu göz önüne alındığında, hızlı ve doğru kapsül ölçümleri ölçmek muktedir C. neoformans araştırmacılar için önemlidir.

C. neoformans hücre ve onun polisakkarit kapsülü dinamik yapıları ve zaman¹⁵üzerinde değişiklikler göstermektedir. Kapsül yoğunluğu, boyutu ve derleme değişiklikler ana bilgisayar ortamı^16,17,18değiştirebilirsiniz. Düşük demir veya besin düzeyleri, serum, insan fizyolojik pH ve artan CO₂ kapsül büyüme^16,18,19,20başlatmak için bilinir. Ayrıca, araştırmacılar^21,22ana bilgisayar üzerinde bir avantaj- C. neoformans için kredi immunoreactivity önemli farklılıkların kaynaklanan enfeksiyon sırasında yapısal değişiklikler göstermiştir. C. neoformans kapsül mimarisini çeşitli şekillerde analiz etti çünkü bu bilinir. Elektron mikroskobu, örneğin, kapsül bir dış, daha geçirgen katman²³altında iç bir elektron yoğun tabaka ile heterojen bir matris olduğunu ortaya koymuştur. Işık saçılma ve optik cımbız kullanımını daha da onun makromoleküllerin özellikleri²⁴aydınlatmak araştırmacılar sağladı. Her iki statik ve dinamik ışık saçılma ölçüm sonuçlarını analiz, polisakkarit kapsülü karmaşık bir dallanma yapısı²³olduğunu biliyoruz. Optik cımbız yapısına Sertlik test gibi onun antikor reaktivitesi²⁴değerlendirmek için kullanılmaktadır. Ancak, şimdiye kadar en sık istihdam C. neoformans kapsül boyutu ölçüm analizidir.

Kapsül boyutu ölçmek için araştırmacılar ne-meli var olmak basit bir ölçüm kullanın: kapsül doğrusal çapını. Digital mikroskoplar birden fazla C. neoformans hücre (genellikle yüzlerce) çini mürekkebi veya floresan boyalar ile lekeli görüntülerini yakalamak için kullanılır. Her hücre vücut ve çevresindeki kapsül boyutu ölçülür. Veriler derlenmektedir ve kapsül ortalama çapı tüm cep telefonu çapı (hücre vücut + kapsül) üzerinden cep gövde çapı çıkarılarak hesaplanır. Şu ana kadar bu ölçümler el ile yapılmıştır. Genel olarak doğru olsa da, bu yöntem araştırmacılar için dezavantajları vardır. Büyük veri kümeleri gün almak ya da el ile çözümlemek için hafta. Ve bu ölçümler el ile yapılır çünkü, öznellik ve insan hatası sonucu etkileyebilir.

Otomatik hesaplama görüntü analizi biyolojik görüntüleri ^25,26,27daha hızlı ve daha güvenilir analizini sağlayan moleküler hücre biyolojisi, birçok alanda araştırmacılar için vazgeçilmez bir araç haline gelmiştir. Kesin görüntü analizi teknikleri ne çoğu zaman karmaşık ve büyük veri kümeleri üzerinden nicel bilgi benim gereklidir. Ancak, bazı ölçümler, C. neoformans kapsül, özellikle ölçüm otomatikleştirmek zor olmuştur. Doğru bir şekilde hücre duvarı ve genellikle tarafından faz kontrast mikroskobu görüntüsü zaman karanlık bir halka olarak görünen, kapsül, arasındaki arabirimi tanımlayan basit bir eşik kullanarak çözmek zahmetli olabilir. Ayrıca, C. neoformans hücre kültüründe birlikte yığın eğilimindedir ve hücrelerinin doğru segmentasyon doğru ölçümler için gereklidir.

Bu projenin amacı (i) C. neoformans, (ii) karşılaştırın ve kontrast çini mürekkebi kapsül indüksiyon için standart iletişim kuralları göstermek için yapıldı ve floresan boyama çapı ölçümleri, kapsül ilgilidir (III) geliştirmek basit, Hindistan mürekkep lekeli bir görüntü analiz yazılımı ve (iv) kullanarak hücreleri görüntülerini kullanarak kapsül çapı ölçmek için hesaplama yöntemleri faydaları ve kısıtlamaları el ile kapsül Çap ölçüm ve yazılım Otomasyon kullanarak değerlendirmek. Biz bu iki boyama yöntemleri, hücre duvarı ve kapsül etiketleme floresan bulmak, daha uzun sürmesine iken, sağlanan deneyler arasında en tutarlı sonuçlar. Ancak, her iki yöntem başarılı bir şekilde ayırt etmek için bize etkin laboratuar ve klinik C. neoformans arasında farklı sergilenmesi suşları boyutları kapsül. Ayrıca, Hindistan mürekkep lekeli görüntüler üzerinden kapsül çap ölçümü otomatikleştirmek ve bu kapsül manuel ölçüm bir alternatif bulundu ki başardık.