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Articolo metodologico

Analisi video al microscopio ad alta velocità per la diagnosi di prima linea della discinesia ciliare primaria

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DOI:

10.3791/63292

19 gennaio 2022

In questo articolo

Sommario

L'analisi videomicroscopica ad alta velocità è uno strumento relativamente facile da eseguire, veloce, economico e, in mani esperte, uno strumento considerevolmente affidabile per la diagnostica di prima linea della discinesia ciliare primaria, che dovrebbe essere disponibile in ogni centro coinvolto nella diagnostica e nel trattamento di gravi malattie polmonari.

Abstract

La discinesia ciliare primaria (PCD) è una malattia congenita prevalentemente ereditata in un tratto autosomico recessivo. Il disturbo provoca disturbi nel movimento delle ciglia, portando a una grave compromissione della clearance mucociliare (MCC). Se non diagnosticata o diagnosticata troppo tardi, la condizione porta allo sviluppo di bronchiectasie e gravi danni ai polmoni in età avanzata. La maggior parte dei metodi per diagnosticare la PCD richiedono molto tempo e richiedono ampie risorse economiche per stabilirli. L'analisi videomicroscopica ad alta velocità (HSVMA) è l'unico strumento diagnostico per visualizzare e analizzare le cellule respiratorie viventi con ciglia battenti in vitro. È veloce, economico e, in mani esperte, molto affidabile come strumento diagnostico per PCD. Inoltre, le misure diagnostiche classiche come la microscopia elettronica a trasmissione (TEM) non sono applicabili per alcune mutazioni in quanto i cambiamenti morfologici sono assenti.

Questo documento descrive il processo di raccolta delle cellule epiteliali respiratorie, l'ulteriore preparazione del campione e il processo di HSVMA. Descriviamo anche come le cellule spazzolate possono essere mantenute con successo illese e picchiate tenendole in un mezzo nutriente per lo stoccaggio e il trasporto al sito di indagine nei casi in cui una clinica non possiede l'attrezzatura per eseguire HSVMA. Vengono mostrati anche video con modelli di battito patologico di pazienti con una mutazione nel gene della catena pesante del braccio di dineina 11 (DNAH11), che non può essere diagnosticato con TEM; il risultato di un HSVMA inconcludente a causa dell'infezione delle vie aeree superiori, nonché di una spazzolatura infruttuosa con sovrapposizione di globuli rossi. Con questo articolo, vorremmo incoraggiare ogni unità che si occupa di pazienti pneumologici e malattie polmonari rare a eseguire HSVMA come parte della loro diagnostica di routine quotidiana per PCD o inviare i campioni a un centro specializzato nell'esecuzione di HSVMA.

Introduzione

La discinesia ciliare primaria (PCD) è una rara malattia genetica ereditaria, che causa disturbi nel movimento delle ciglia che battono. Se non diagnosticato, porta a gravi danni polmonari in età avanzata a causa di una grave compromissione del MCC. In passato, la sua prevalenza è stata stimata nell'intervallo da 1:4.000 a 50.000. A causa del costante miglioramento della diagnostica e di una crescente consapevolezza della condizione, gli aggiornamenti sulla prevalenza della PCD suggeriscono che potrebbe essere molto più comune e probabilmente nell'intervallo da 1: 4.000 a 20.000 invecedi 1,2. Tuttavia, i pazie....

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Protocollo

Dichiarazione etica:

Questo studio è stato approvato dal comitato etico locale (69/2017) ed è stato condotto in conformità con la dichiarazione di Helsinki.

1. Raccolta e trasporto di cellule epiteliali respiratorie

  1. Spazzolatura
    1. Prima di spazzolare, somministrare un ciclo di due settimane di acido amoxicillina-clavulanico orale al paziente per sradicare i biofilm che interferiscono con la funzione delle ciglia. Assicurarsi che l'antibiotico venga interrotto 2 giorni prima della procedura.
    2. Per diminuire una sovrapposizione di materiale mucoso sulle strisce cellulari ep....

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Risultati

I video 1 e 2 mostrano un controllo normale in cui CBF e CBP si trovano nell'intervallo normale (vedere la Figura 1). Video 3, Video 4, Video 5 e Video 6 rappresentano due casi di pazienti con PCD con una mutazione omozigote nel gene DNAH11 (c.2341G > A; p. Glu781Lys)3. Questi video rappresentativi sono stati scelti perché i fenotipi delle.......

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Discussione

Qui, il processo diagnostico per PCD utilizzando HSVMA è descritto e discusso alla luce della diagnostica di prima linea. Nonostante sia relativamente facile da stabilire, conveniente11 e un metodo affidabile in maniesperte 12, HSVMA non è una misura diagnostica senza insidie. CBF e CBP anormali possono essere dovuti a infezioni secondarie, che portano all'infiammazione dell'epitelio bronco-respiratorio15 e, per lo stesso motivo, gli individui che fu.......

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Dichiarazioni

Gli autori non hanno nulla da rivelare.

Ringraziamenti

Desideriamo esprimere un ringraziamento speciale all'infermiera pediatrica Johanna Juvankoski per il suo eccellente aiuto con le spazzolature. Vorremmo anche esprimere una speciale gratitudine al professor Heymut Omran (University Clinic Münster, UKM) per aver concesso il permesso di utilizzare la figura schematica del normale movimento ciliare dal loro sito web. Infine, vorremmo ringraziare il signor Alan Brown BA (Hons), PGCE, per la correzione di bozze del manoscritto.

....

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Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
Amoxicilina-acido clavulanicoOrion Oyj40 mg/kg diviso in 2 dosi/giorno, per adulti 875/125 mg 1 compressa x2/giorno
Software della fotocameraHamamatsuHCI Image
Cold packqualsiasiper la conservazione e il trasporto
Microscopio ad interferenza differenzialeCarl ZeissMicroscopio invertito, osservatore cellulare
Digitial High VideocameraHamamatsuOrca Flash 4.0, fotocamera digitale tipo C11440
Dulbecco´ s Terreno di coltura cellulare basale ThermoFisher Thermo Fisher10565018
Provetta EppendorfEppendorf30120086provetta da 1,5 mL
Piastra per micropozzetti con fondo in vetroCuvetta MatTekP35G-1,5-14-Cper microscopia
Unità di riscaldamentoCarl Zeiss/PeCon810-450001Elementi di incubazione Carl Zeiss con controllo
della temperatura PeCon TempModule S1Spazzolino interdentale 0,6 mmDoft872267Spazzolino interdentale su un filo lungo con manico riutilizzabile e tappo in zipbag
ObiettivoCarl Zeiss100x/1,46, α Obiettivo Plan-Apochromat DIC
Piccola scatola in polistirene con coperchioqualsiasiper il trasporto

Riferimenti

  1. Werner, C., Onnebrink, J. G., Omran, H. Diagnosis and management of primary ciliary dyskinesia. Cilia. 4 (1), 2(2015).
  2. Mirra, V., Werner, C., Santamaria, F. Primary ciliary dyskinesia: An update on clinical aspects, genetics, diagnosis and fut....

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Ristampe e permessi

Tag

Pattern di battito ciliarecellule epiteliali respiratoriefrequenza di battito ciliaremicroscopia elettronicamicroscopia a immunofluorescenzamutazione DNAH11clearance mucociliareisolamento di cellule ciliate