Quantificação de Imuno-fluorescência

A imuno-fluorescência é uma técnica histológica de imuno-marcação bastante difundida. Nela a revelação das proteínas-alvo se dá pela associação de um fluoróforo ao antígeno.

Se na imuno-histoquimica preservamos os aspectos morfológicos do tecido, nesta técnica podemos marcar mais de uma proteína simultâneamente, o que nos permite correlacionar marcações em tecidos. Para isto usa-se anticorpos desenvolvidos em diferentes espécies, o que preserva a especificidade da marcação de cada proteína.

Normalmente usa-se um marcador de DNA (DAPI) para compensar a ausência de uma contra-coloração capaz de situar o observador nas diferentes regiões do tecido.

Para a observação de imuno-fluorescência, necessitamos de um microscópio de fluorescência com os “cubos” de fluorescência apropriados. A observação de marcações múltiplas é facilitada na microscopia confocal.

A quantificação de fluorescência segue os princípios da análise de imuno-histoquimica. O uso de um anti-fade é recomendável para preservar a emissão de fotons nas lâminas, permitindo que as observações sejam potencialmente equivalentes ao longo da captura das imagens. É normalmente um meio de montagem das lâminas.

Neste tipo de análise frequentemente nos deparamos com um problema básico de quantificação. As imagens não possuem distribuição randômica dos objetos no campo, devido ao fato de que, pela necessidade de um ponto de referência para a obtenção de um plano focal, captura-se a imagem com núcleos, citoplasma e matriz extracelular.  Se a nossa estrutura está especificamente em um destes compartimentos, espera-se que sua distribuição não seja uniforme no campo. Para contornar isso usamos amostradores na imagem, normalmente denominados AOIs (oriundo do termo area of interest) nos programas de análise de imagens, dispostos no compartimento que desejamos analisar.

 

Quantificação de Colágeno com PSR

Os colágenos são proteínas da matriz extracelular de extrema importância na estrutura e regeneração dos tecidos. Estão presentes em praticamente todos os tecidos representado entre 25% a 35% das proteínas encontradas no corpo dos mamíferos.

Sua presença ou ausência em determinados tecidos representa estados metabólicos distintos o que confere a eles um papel morfológico importante na caracterização de algumas patologias. São subdivididos em 11 tipos, cada um com funções distintas.

O PSR (Picrossirius Red) é uma técnica histoquímica bastante empregada na detecção de colágenos em tecidos. Tecidos corados com PSR podem ser observados em microscopia de campo claro, de polarização ou em microscopia confocal.

A observação em microscopia de polarização é particularmente interessante para a análise computacional de imagens. Por esta técnica, o colágeno se destaca do restante do tecido assumindo uma coloração brilhante. A polarização facilita a segmentação de cores para a quantificação.

Embora as variações de cor na imagem polarizada sugiram a presença de mais de um tipo de colágeno, não é seguro afirmarmos a proporção de colágenos presentes em um campo por esta técnica. Usa-se a imuno-histoquimica ou imuno-fluorescência para esta finalidade.

Os pressupostos descritos no artigo Quantificação de Imuno-histoquímica se aplicam a este tipo de análise. Acrescenta-se a estes, a polarização racional dos campos. As imagens polarizadas são obtidas pela rotação do polarizador. O fundo claro e as estruturas não coradas pelo PSR ficam escuras na medida que este é girado. Em contrapartida, o colágeno presente vai ficando mais brilhante. Desta forma o grau de alinhamento entre o polarizador e o analisador pode influenciar na revelação do colágeno observado no campo. Na prática, giramos o polarizador até que o fundo fique completamente escuro. Se continuamos girando o fundo volta a clarear, então retornamos o giro no sentido contrário até que o fundo se mostre o mais escuro possível.

Os passos seguintes para esta análise são semelhantes aos usados na análise da imuno-histoquimica, a saber:

1 – abro uma imagem contida em um diretório.

2 – faço uma segmentação de cores por amostragem, contrastando o que é marcação do que não é marcação. Devemos escolher uma cor de segmentação diferente do vermelho ou amarelo, para que possamos reconhecer o que está sendo incluído.

3 – quantifico a área ocupada por marcação em relação à área total da imagem.

4 – salvo os resultados em uma planilha eletrônica, para posterior formatação e análise estatística.

Protótipo de quantificação de colágeno em microscopia de polarização com o uso do Image Pro Plus (Media Cybernetics)

 

Quantificação de imuno-histoquímica

A imuno-histoquímica é uma técnica histológica usada para revelar a presença de determinadas proteínas nos tecidos. Baseada na relação antígeno-anticorpo, é hoje em dia amplamente empregada na pesquisa básica e em realização de exames patológicos. Diferente da imuno-fluorescência, esta técnica preserva aspectos morfológicos dos tecidos, permitindo que se façam correlações quantitativas entre diferentes estruturas.

A observação dos tecidos é feita por microscopia de campo claro, e a captura de imagens para análise requer normalmente apenas uma câmera com boa resolução.

A observação da técnica de amostragem dos tecidos é fundamental. Transformar um conjunto de imagens em números comparáveis é apenas uma parte da análise. É necessário que estes valores sejam representativos do que se quer analisar, para que a análise se transforme em informação passível de comprovar hipóteses. Dentre as várias considerações a serem feitas a este respeito, destaco a distribuição randômica das estruturas a serem analisadas nas imagens. A representação das estruturas deve ser conformada de modo que a chance de uma estrutura marcada aparecer na imagem seja igual em todo o campo. Com isto podemos representar a quantidade de proteína marcada por percentuais de área ocupada por marcação nos campos observados, o que nos isenta de atribuir calibrações espaciais nas imagens.

Outro aspecto importante a ser observado é a coloração do tecido. A revelação da proteína por DAB é muito usada. A técnica envolve uma etapa de banho onde a cor castanho revela os locais de ocorrência da proteína no tecido. A não observância do tempo de duração do banho ou da concentração dos reagentes pode provocar uma falta de uniformidade de marcação capaz de inviabilizar a comparação entre diferentes amostras, e consequentemente mascarar ou produzir resultados inesperados.

A quantidade de casos a serem estudados e sua representação nos grupos a serem comparados também é fundamental. A maioria dos testes estatísticos pressupõem uma distribuição normal dos dados para serem aplicados, o que se consegue a partir de cinco casos por grupo pelo menos. Existem formulas para se calcular o tamanho amostral para o estudo de um fenômeno.

A análise morfológica neste contexto passa a ser o menor dos problemas. Uso uma técnica semi-automática que cumpre os seguintes passos,

1 – abro uma imagem contida em um diretório.

2 – faço uma segmentação de cores por amostragem, contrastando o que é marcação do que não é marcação.

3 – quantifico a área ocupada por marcação em relação à área total da imagem.

4 – salvo os resultados em uma planilha eletrônica, para posterior formatação e análise estatística.

Protótipo de análise de glomérulos imunomarcados com DAB, feito com o Image Pro Plus (Media Cybernetics)