Dokument: Halbautomatisierter Algorithmus zur In-Vivo-Analyse von Mikroglia in Retinae von CX3CR1GFP-Mäusen mittels konfokaler Scanning-Laser-Opthalmoskopie (cSLO) bei experimenteller Autoimmuner Encephalomyelitis (EAE)
| Titel: | Halbautomatisierter Algorithmus zur In-Vivo-Analyse von Mikroglia in Retinae von CX3CR1GFP-Mäusen mittels konfokaler Scanning-Laser-Opthalmoskopie (cSLO) bei experimenteller Autoimmuner Encephalomyelitis (EAE) | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=59990 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20220629-111352-3 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Deutsch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Dr. Frenger, Moritz Johannes [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | Prof. Dr. med. Albrecht, Philipp [Gutachter] PD Dr. med. Butz, Markus [Gutachter] | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit | |||||||
| Beschreibungen: | Die Bedeutung mikroglialer Aktivierung als ein Aspekt in der Pathogenese von Erkrankungen des Zentralen Nervensystems (ZNS) ist zunehmend in den Mittelpunkt des Interesses gerückt. Mehre-re präklinische Studien haben gezeigt, dass eine gezielte Bekämpfung der infiltrierenden, von Mo-nozyten stammenden Zellen in der akuten Phase den Schweregrad der experimentellen Autoim-mun-Enzephalomyelitis (EAE), dem Tiermodell der Multiplen Sklerose (MS), erheblich verringert. Dabei werden den ansässigen Mikroglia sowohl schädliche als auch positive Wirkungen zugeschrie-ben.
Die konfokale Scanning-Laser-Ophthalmoskopie (cSLO) ist eine nicht-invasive Technik zur Echtzeit-bildgebung der Netzhaut. In dieser Arbeit haben wir einen halbautomatischen Algorithmus entwi-ckelt, der cSLO-Bilder verwendet, um myeloische Zellen in CX3C-chemokine-receptor-1-grün-fluoreszierenden-Protein-Mäusen (CX3CR1-GFP-Mäusen) zu bewerten. Die Tiere exprimieren grün fluoreszierendes Protein (GFP) unter Kontrolle des endogenen CX3C-Chemokinrezeptor-1-Locus. Wir identifizierten cSLO-Parameter, die es uns ermöglichten, Tiere mit experimenteller Autoim-mun-Enzephalomyelitis (EAE) von scheinbehandelten und unbehandelten Tieren zu unterschei-den. Die Zellzahl (CC) und die Gesamtfläche der Mikroglia (SuA) erwiesen sich hierfür als zuverlässi-ge Parameter. Beim Vergleich der cSLO-Ergebnisse mit klinischen Parametern fanden wir signifikan-te Korrelationen zwischen dem klinischen EAE-Score und der SuA. Darüber hinaus zeigten sich Kor-relationen zwischen der mittels optischer Kohärenztomographie (OCT) gemessenen Dicke der in-neren Netzhautschicht und der CC sowie der SuA. In einem letzten Schritt führten wir eine immun-histochemische Untersuchung durch, um zu bestätigen, dass die GFP-exprimierenden Zellen, die mit dem cSLO sichtbar gemacht wurden, Iba1-positiv sind, und validierten den Algorithmus durch manuelle Zählung. Wir präsentieren einen halbautomatischen Algorithmus, der ein Gleichgewicht zwischen schneller Datenauswertung und angemessener Genauigkeit bietet, da der Untersucher die Möglichkeit hat, den Kontrastschwellenwert manuell anzupassen. Dies kann für zahlreiche Forschungsfragen zur Rolle der Mikroglia-Aktivierung in Modellen von entzündlichen und degenerativen ZNS-Erkrankungen mit Beteiligung der Netzhaut nützlich sein.The importance of microglial activation as an aspect in the pathogenesis of central nervous system (CNS) diseases has increasingly moved in the focus of interest. Several preclinical studies have demonstrated that targeting the infiltrating monocyte-derived cells during the acute phase sub-stantially reduces the severity of experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE) while both detrimental and beneficial effects have been attributed to the resident microglia. Confocal scanning laser ophthalmoscopy (cSLO) is a non-invasive technique for real-time imaging of the retina. In this work, we developed a semi-automatic algorithm using cSLO images to evaluate myeloid cells in CX3CR1GFP mice, expressing green fluorescent protein (GFP) under control of the endogenous CX3C chemokine receptor 1 locus. We identified cSLO parameters allowing us to dis-tinguish animals with experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE) from sham-treated and naïve animals, while particularly cell count (CC) and total microglial area (SuA) turned out to be reli-able parameters. Comparing the cSLO results with clinical parameters, we found significant correla-tions between the clinical EAE score and the SuA and between the inner retinal layer thickness, measured by optical coherence tomography, and the CC as well as SuA. As a final step, we per-formed immunohistochemistry to confirm that the GFP-expressing cells visualized by the cSLO are Iba1 positive and validated the algorithm by manual counting. We present a semi-automatic algorithm with a balance between fast data evaluation and adequate accuracy due to the option for manual adaption of the contrast threshold by the observer. This may be useful for numerous research questions on the role of microglial activation in models of inflam-matory and degenerating CNS diseases involving the retina. | |||||||
| Lizenz: |  Urheberrechtsschutz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Medizinische Fakultät | |||||||
| Dokument erstellt am: | 29.06.2022 | |||||||
| Dateien geändert am: | 29.06.2022 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 21.03.2022 | |||||||
| Datum der Promotion: | 23.06.2022 |
