Automated Quantificação de células hematopoiéticas - Interações de células estromais em imagens histológicas de osso não descalcificadas

Devido a recentes desenvolvimentos tecnológicos rápidos na microscopia, incluindo imageamento óptico, a análise de células dentro do contexto de todo o tecido tornou-se cada vez mais acessível para os imunologistas. A caracterização de células individuais em suspensão representa um método valioso e indispensável para compreender a função celular e molecular. No entanto, a análise das células dentro do seu (micro) -anatomical ambiente é essencial para a compreensão das interacções entre os vários tipos de células que colaboram com os processos complexos, tais como o desenvolvimento de respostas imunitárias.

Embora seja relativamente fácil para os microscopistas para obter informações qualitativas a partir de imagens, continua a ser um desafio para quantificar esses dados, em parte devido ao fato de que os métodos de análise neste domínio estão ficando para trás em comparação com o que é possível na aquisição de imagem. Muitos pesquisadores ainda dependem de contagem manual de células em suas imagens de histologia demorado,introduzindo assim uma polarização entre diferentes avaliadores e impedindo a replicação por outros grupos. Muitas vezes, uma imagem representativa é escolhido para sublinhar uma declaração sobre a posição celular ou co-localização em uma publicação, tornando-se difícil para o leitor a julgar a relevância estatística de um evento como esse.

Juntamente com o fato de que o conteúdo de informação completa de dados de imagem são raramente exploradas, que enfatiza a necessidade de uma abordagem mais imparcial, mais rápido e abrangente para analisar imagens histológicas.

A medula óssea é um tecido complexo, que assume as funções vitais importantes como o órgão de hematopoiese em vertebrados adultos. Além de ser o local de nascimento de células hematopoiéticas ^1,2 e desempenhando um papel importante no desenvolvimento de linfócitos B ^3, ele também atua como um local onde as reações imunológicas são iniciados ⁴ e apoia, células de recirculação B maduras ^5. Além disso, o seu papel na manutenção da imemória mmunological tornou-se cada vez mais apreciado na última década, como vários tipos de células que constituem a memória imunológica, foram encontrados para residir ^6-9.

A relação entre a arquitetura complexa do tecido da medula óssea e as suas funções ainda permanece elusiva. Ao contrário de órgãos linfóides secundários, que são organizadas em macro-compartimentos tais como zonas de células T e B, a medula óssea não tem uma macro-compartimentalização clara. Até agora compartimentos distintos na medula óssea são definidos, pela sua proximidade ao córtex do osso ou a vasculatura. A importância das várias populações de células do estroma residentes na medula óssea para um número de processos tais como células estaminais, que suportam o desenvolvimento de células B ou a manutenção de populações de células de memória imunes (tais como células plasmáticas durabilidade (PCs), CD4 ⁺ e CD8 ^+, células T da memória) indica claramente que existe um certo grau de micro-compartimentalização na medula óssea.

<pclasse = "jove_content"> Estas observações levaram ao conceito de nichos microanatômico distintas, que são especializados em certas funcionalidades (manutenção de células estaminais, o desenvolvimento de células B em várias fases, e manutenção de memória imunológica) na medula óssea. Embora pareça haver um certo grau de heterogeneidade entre os nichos que servem funções diferentes, alguns dos factores produzidos pelas células estromais, tais como ligando de quimiocina CXC-12 (CXCL12) ou a interleucina 7 (IL-7), são componentes cruciais para vários desses nichos ^10. A visualização e caracterização de células do estroma da medula óssea é difícil devido às suas características morfológicas, com extensões dendríticas longos e finos formando uma rede em toda a medula óssea, e a falta de marcadores apropriados para discriminar subpopulações estromais.

Ainda não está claro até que ponto esses nichos partilham características comuns em relação à sua compositio celular e molecularn, e que elementos tornar um determinado nicho único. Para além das células do estroma, os tipos de células hematopoiéticas tenham sido mostrado desempenhar um papel crucial, fornecendo certos sinais de, pelo menos, para alguns dos nichos. Claramente, a complexidade da composição nicho requer sua análise in situ, e tornou-se cada vez mais importante para imunologistas e hematologistas para aumentar o zoom na microarquitetura de medula óssea, por exemplo, analisando as relações espaciais entre seus componentes celulares.

Aqui, uma estratégia para quantificar co-localização e de vizinhança relações celulares na medula óssea de uma forma automática e imparcial é apresentado. Um fluxo de trabalho detalhadas, incluindo a geração de camundongos quiméricos, que abriga as células fluorescentes estromais e células hematopoiéticas não fluorescentes, preparação de cortes histológicos de ossos não descalcificadas, aquisição de imagens confocal que cobrem o osso inteiro, bem como a análise de imagem automatizado de c celularo-localização e a sua validação / discriminação de posicionamento aleatório por uma ferramenta de simulação é fornecida (Figura 8).