Misurazioni in vivo della frequenza del battito ciliare nasale utilizzando l'interferometria

Background La clearance mucociliare delle vie aeree dipende dal movimento ciliare delle cellule ciliate che ricoprono l'intera via aerea ei seni. In molte malattie delle vie aeree la clearance mucociliare è influenzata da lesioni causate da fumo, virus, altri organismi infettivi o malattie genetiche chiamate discinesia ciliare primaria (PCD).

La diagnosi di PCD si basa su una combinazione di reperti clinici come bronchiectasie, sinusite cronica, otite media cronica e spermatozoi immobili.

Inoltre, nei test eseguiti nel laboratorio polmonare i livelli nasali di ossido di azoto possono essere bassi.

I campioni ottenuti dalla biopsia del pennello nasale possono essere analizzati e il movimento ciliare registrato mediante microscopia video. La frequenza del battito ciliare (CBF) può essere calcolata in campioni appena isolati ma anche dopo la crescita del tessuto in coltura cellulare.

Inoltre, le cellule ciliate possono essere analizzate mediante microscopia elettronica per rilevare difetti nella struttura microscopica delle ciglia.

Il problema principale riscontrato da tutti questi test è che vengono eseguiti in condizioni in vitro e non nell'ambiente naturale delle cellule dove l'acidità (pH), la temperatura, gli elettroliti ecc. possono essere molto diversi.

Inoltre, i test genetici sono limitati alle mutazioni note per causare PCD, escludendo mutazioni non ancora scoperte.

Pertanto è necessario un metodo per misurare inequivocabilmente il movimento ciliare nell'ambiente naturale.

Obiettivo

1. Valutazione di una videocamera ad alta velocità con una sorgente di luce verde per la misurazione della frequenza del battito ciliare (CBF) nelle vie aeree nasali dei pazienti.
2. Valutazioni dell'effetto di farmaci e altre terapie sul CBF utilizzando il sistema di studio.

Metodi Il protocollo è stato approvato dall'Institutional Review Board (IRB) locale dell'Hadassah Medical Center, Gerusalemme, Israele

Attrezzatura:

1. Microscopio video ad alta velocità costruito secondo le specifiche necessarie per questo studio basato su un sistema video ad alta velocità disponibile in commercio.
2. La sorgente di luce verde (LED) utilizzata è costituita da uno spot di 3 mm di diametro e ha un'energia di 10 milli Watt (pari a 1 Kilowatt/metro quadrato)
3. Videocamera (prodotta da SONY Inc, Giappone)

Pazienti:

Ai pazienti inviati per la biopsia con pennello ciliare verrà chiesto di firmare il consenso informato e di essere arruolati nello studio.

I pazienti saranno esaminati con una videocamera digitale ad alta velocità posizionata vicino alla cavità nasale per fotografare l'area di interesse. L'obiettivo della fotocamera sarà fuori fuoco e verrà registrata la luce riflessa dalla mucosa nasale. Questa registrazione della luce riflessa sarà analizzata per ottenere il CBF, la frequenza cardiaca e la frequenza respiratoria.

Dopo la registrazione il paziente procederà alla biopsia ciliare con pennello nasale. Le cellule saranno analizzate da un CBF sarà calcolato da diverse aree dello striscio.

Misure di sicurezza:

Tutti i pazienti partecipanti indosseranno una copertura protettiva sugli occhi durante la fotografia.