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Abstrakt
Korrelative Licht- und Elektronenmikroskopie (CLEM) mit 3D-Mikroskopie-Rendering zur Visualisierung glomerulärer Veränderungen in der diabetischen Niere
Murray C. Killingsworth
Ziel: Die auffälligste ultrastrukturelle Veränderung, die mit diabetischer Nephropathie (Typ 2) einhergeht, ist die Verdickung der glomerulären Basalmembran (GBM) um die Kapillarschleifen mit entsprechender Verdickung der Mesangialmatrix. Die normale GBM-Dicke beträgt 250 bis 350 nm, während diese Dimension bei Diabetes auf 600 bis 1.000 nm ansteigen kann. Während die glomeruläre Kapillarfunktion zunehmend nachlässt, führen feine strukturelle Veränderungen im Zytoplasma der Endothelzellen (EC), die Verdickung der Mesangialmatrix und der Verschluss des Kapillarlumens schließlich zum charakteristischen Kimmelstiel-Wilson-Knoten. Ziel der vorliegenden Studie ist es, festzustellen, ob die Visualisierung früher Veränderungen der EC-Ultrastruktur, der Biomarker und der Basalmembranveränderungen durch korrelative 3D-Renderings bessere Einblicke in die Pathogenese der diabetischen Nephropathie bieten kann.
Methoden: Korrelative Licht- und Elektronenmikroskopie (CLEM) ermöglicht die gleichzeitige Immunlokalisierung spezifischer biochemischer Biomarker mit entsprechendem ultrastrukturellen Kontext. Durch die Erstellung serieller Array-Schnitte können diese synergistischen Daten in 3D wiedergegeben werden, um beispiellose Einblicke in Krankheitsmechanismen und -prozesse zu erhalten.
Ergebnisse: Die vorliegende Arbeit veranschaulicht die Immunmarkierung glomerulärer Strukturen und die Färbung der Basalmembran mithilfe eines neuartigen DAPI-Reagenz, gefolgt von Fluoreszenzbildgebung. Diese Daten können dann entweder in 3D visualisiert oder zur Überlagerung auf ultrastrukturellen Karten verwendet werden, um erweiterte Kontextinformationen zu erhalten.
Schlussfolgerung: Durch die Visualisierung dieser Veränderungen in 3D ist es einfacher festzustellen, ob eine Läsion lokal oder global ist, und den Krankheitsverlauf genauer zu klassifizieren.