Análisis del colapso alveolar en modelos experimentales de lesión pulmonar mediante procesamiento de imágenes histológicas en el Hospital de Clínicas Dr. Manuel Quintela, 2023

Abstract

La Lesión Pulmonar Aguda (LPA) constituye una de las principales causas de insuficiencia respiratoria severa, con una mortalidad que alcanza el 50%. A lo largo de los años se han empleado diferentes modelos de experimentación animal que han sido muy útiles para estudiar y comprender los mecanismos de la lesión pulmonar. Uno de los aspectos más desafiantes del uso de modelos animales de LPA es la evaluación histológica de la lesión pulmonar. Una evaluación cuantitativa de múltiples características histológicas es fundamental para evaluar la extensión de la lesión pulmonar. Las principales características identificadas en la lesión pulmonar son el engrosamiento de la pared alveolar (tabique alveolar) y colapso alveolar (disminución de la proporción aire/tejido). Se realizaron medidas de grosor de tabique y de área de espacio alveolar para identificar presencia de edema pulmonar o colapso alveolar respectivamente en muestras histológicas de tejido pulmonar, provenientes de un modelo experimental de LPA inducida por LPS en ratones C57BL/6, obtenidas previamente de la investigación madre titulada: Microscopía no-lineal y por tiempo de vida en modelos experimentales de lesión pulmonar: Evaluación de su utilidad diagnóstica a través de “aprendizaje automático”. Se utilizó un microscopio de Epifluorescencia Nikon TiF LC para la obtención de las imágenes y el software de dominio público ImageJ para su análisis. El análisis histológico mostró un aumento del deterioro por colapso alveolar y aumento del grosor de tabiques en el grupo instilado con LPS. Este engrosamiento del tabique está relacionado con la aparición de edema pulmonar. Además, se analizaron posibles variaciones en las medidas tomadas por distintos observadores y cómo esta variabilidad puede comprometer la interpretación de los resultados. La comparación entre 3 subgrupos diferentes mostró diferencias estadísticamente significativas influyendo sobre los resultados finales.

Acute pulmonary injury (API) is one of the main causes of severe respiratory failure, with a mortality rate that reaches 50%. Throughout the years there have been different models of experimentation that have proved to be useful to study and comprehend the mechanisms of lung injury. One of the most challenging aspects in the usage of animal models of API is the histologic evaluation of the lung injury. A quantitative assessment of multiple histological characteristics is key to evaluate the extension of the lung injury. The presence of the main characteristics of lung injury can be identified for example by the thickening of the alveolar wall (alveolar septum) and alveolar collapse (decrease of the proportion air/tissue). Measurements were made of the septum thickness and the alveolar space to identify the presence of pulmonary edema or alveolar collapse respectively in histological samples from pulmonary tissue, which came from a experimental model of API induced by LPS in mice C57BL/6, obtained previously from the mother research titled: No-lineal microscopy and by lifetime in experimental models of lung injury: Assessment of their diagnostic utility through the “automatic learning”. A Nikon TIF LC microscope was utilized for the gathering of images and the public domain software ImageJ for its analysis. The histological analysis showed an increase in deterioration by alveolar collapse and septum thickness in the instilated group with LPS. This enlargement of the septum thickness is related to the appearance of pulmonary edema. Furthermore, possible variations of the measurements taken by different observers were analyzed and how this variability can compromise the interpretation of the data. The comparison between 3 different subgroups showed statistically significant differences influencing the final results.