Utilisation de physioLens pour l'analyse d'images et l'étude à haut débit de la physiologie des voies respiratoires

rétrécissement des voies respiratoires est une caractéristique essentielle des maladies respiratoires telles que l'asthme. Cependant, la mesure du rétrécissement des voies respiratoires dans tranches de poumon découpées avec précision (PCLS) peut prendre du temps car les réponses des voies respiratoires peuvent varier considérablement au sein d'un même poumon.

Une étude réalisée par Boucher et al (2024) ont enquêté sur la manière dont physioLensLa solution PCLS automatisée peut simplifier les mesures de constriction des voies respiratoires tout en aidant les chercheurs à déterminer le nombre optimal de voies respiratoires nécessaires pour obtenir des résultats fiables.

Le défi de la mesure de la constriction des voies respiratoires dans le cadre d'une assistance circulatoire percutanée.

Les modèles PCLS constituent un outil précieux pour étudier la physiologie des voies respiratoires et la bronchoconstriction ex vivo. Cependant, les voies respiratoires individuelles peuvent réagir très différemment à des stimuli tels que méthacholine, allant d'une constriction minimale à une fermeture complète.

Cette variabilité signifie que l'analyse d'un nombre insuffisant de voies respiratoires peut produire des résultats peu fiables, tandis que la mesure manuelle d'un grand nombre de voies respiratoires peut être laborieuse et difficile à mettre en œuvre à grande échelle.

Imagerie PCLS automatisée avec physioLens

La plateforme physioLens automatise à la fois l'intervention expérimentale et l'analyse d'images de la constriction des voies respiratoires, permettant aux chercheurs d'analyser efficacement un grand nombre de voies respiratoires.

Dans cette étude, des cellules PCLS de souris mâles BALB/c, y compris des souris atteintes d'asthme expérimental, ont été exposées à la méthacholine pour induire une constriction des voies respiratoires. En moyenne, 45 voies respiratoires par souris, réparties sur 32 souris, ont été analysées automatiquement.

L'étude a rapporté une constriction maximale moyenne des voies respiratoires de 37.4 ± 32.0 %, soulignant la variabilité substantielle entre les voies respiratoires individuelles.

Combien de voies respiratoires faut-il analyser ?

L'une des conclusions les plus utiles de l'étude a été l'identification d'une taille d'échantillon optimale pour les expériences de constriction des voies respiratoires par PCLS.

Des simulations d'échantillonnage aléatoire ont montré qu'environ :

• 35 voies respiratoires par souris étaient nécessaires pour une constriction maximale moyenne fiable
• 16 voies respiratoires étaient suffisantes pour estimer l'écart type
• 29 voies respiratoires étaient nécessaires pour le coefficient de variation

Ces résultats peuvent aider les chercheurs à concevoir des systèmes plus efficaces. Expériences de physiologie des voies respiratoires PCLS, en conciliant la fiabilité des données et le débit expérimental.

Réactivité des voies respiratoires dans l'asthme expérimental

Bien que la constriction maximale des voies respiratoires ne diffère pas significativement entre les groupes témoins et les groupes asthmatiques expérimentaux, le modèle d'asthme a montré une sensibilité réduite à la méthacholine, démontrée par un décalage de la courbe concentration-réponse.

Ces résultats suggèrent que le dysfonctionnement des voies respiratoires lié à l'asthme pourrait impliquer des différences de réactivité des voies respiratoires, une hétérogénéité du rétrécissement et une fermeture des voies respiratoires, plutôt qu'une simple augmentation de la contraction maximale des muscles lisses.

La technique d'insufflation pulmonaire n'a pas d'incidence sur les résultats.

Les chercheurs ont également comparé deux approches d'insufflation pulmonaire : l'insufflation par la trachée et l'insufflation transparenchymateuse à l'aide d'agarose.

Il est important de noter que la technique d'insufflation n'a pas affecté de manière significative les réponses de constriction des voies respiratoires ni l'effet de l'asthme expérimental sur la réactivité à la méthacholine. Ceci confirme la robustesse de l'approche PCLS, quelle que soit la méthode de préparation expérimentale utilisée.

Faire progresser la recherche à haut débit sur les voies respiratoires

L'étude démontre comment l'imagerie PCLS automatisée et l'analyse de la constriction des voies respiratoires peuvent améliorer l'efficacité et la reproductibilité de la recherche ex vivo sur les voies respiratoires.

En utilisant physioLens pour analyser un grand nombre de voies respiratoires et en établissant des tailles d'échantillon appropriées, les chercheurs peuvent obtenir des mesures plus fiables tout en réduisant la charge de travail manuelle associée à l'analyse d'images traditionnelle.

Cette approche pourrait accélérer la recherche sur l'asthme, l'hyperréactivité bronchique, la bronchoconstriction et d'autres maladies respiratoires, tout en favorisant un criblage à haut débit des traitements potentiels.