Analyse von gesunden und pathologisch veränderten Mausgeweben mittels der Environmental Scanning Electron Microscopy (ESEM)

Abstract

Die Environmental Scanning Electron Microscopy (ESEM) erlaubt es im Gegensatz zur konventionellen Rasterelektronenmikroskopie (SEM: Scanning Electron Microscopy) Proben in ihrem voll hydrierten, nativen Zustand zu untersuchen. Diese Eigenschaft kann sich auch zur Darstellung von Gewebeproben zunutze gemacht werden. Die ESEM-Technologie bietet somit eine neue strukturerhaltende und zeitsparende Methode zur Darstellung von histologischen und histopathologischen Proben. Hierbei können feuchte Proben ohne aufwändige Präparation im Elektronenmikroskop abgebildet werden. Um diese Methode zu prüfen, wurden Gewebeproben von Mäusen für das ESEM auf verschiedene Weisen präpariert und mit dem ESEM abgebildet. Durch die elektronenmikroskopische Darstellung der hydrierten Gewebe lassen sich neue Erkenntnisse über deren Morphologie gewinnen. Verschiedene Gewebe mit physiologischen und pathologischen Veränderungen konnten mit dem ESEM erfolgreich mit geringer Präparationszeit und ohne typische SEM-Artefakte abgebildet werden. Dabei wurden unter anderem die Veränderung von Adipozyten bei Adipositas, atherosklerotische Läsionen und das Metastasenwachstum in der Leber anhand von Mausmodellen der Erkrankungen dargestellt. Zudem wurden neue technische Möglichkeiten wie die dreidimensionale Darstellung und die Abbildung von besonders großen Proben durch Montage von Bildern genutzt. Durch die Verwendung von unterschiedlichen Beschleunigungsspannungen gelang es, Informationen aus verschiedenen Tiefen der Gewebe zu gewinnen. Eine Markierung von spezifischen Strukturen konnte durch eine Korrelation von Aufnahmen im konfokalen Fluoreszenzmikroskop und ESEM-Bildern erreicht werden. Es konnte gezeigt werden, dass die ESEM-Technologie insbesondere zu Darstellung von lipidreichen Geweben und pathologischen Veränderungen geeignet ist. Diese Arbeit zeigt die Möglichkeiten der Anwendung eines ESEMs bei morphologischen Fragestellungen anhand von Probenmaterial aus der Maus. Für eine diagnostische Anwendung an humanen Proben müssen zusätzliche Experimente mit entsprechendem Material durchgeführt werden. Da das ESEM eine neue Modalität darstellt, sind korrelative Untersuchungen im MRT bzw. mittels klassischer Histologie zwingend notwendig.