Comptage automatisé des cellules dans les échantillons histologiques cochléaires
La cochlée est l'organe auditif de l'oreille interne, contenant des cellules ciliées sensorielles internes et externes, organisées respectivement en une et trois rangées à l'intérieur de l'organe de Corti. La structure spiralée de la cochlée avec une organisation tonotopique et sensoriel rend les études histologiques précises exigeantes, cependant l'information fournie soutient et facilite l'interprétation des études audiométriques fonctionnelles.
"Nous visons à développer des algorithmes automatisés pour quantifier les cellules ciliées cochléaires dans des sections de 200 μm de l'apex cochléaire à la base afin de faciliter une histologie à plus haut débit pour le développement préclinique de médicaments. Des approches similaires existent pour d'autres tissus, mais aucune n'est applicable à l'organisation particulière de la cochlée."
Les os temporaux de rats Wistar adultes ont été extraits après fixation au PFA et l'organe de Corti disséqué après décalcification (EDTA 10%). Les cellules ciliées ont été immunomarquées avec de la myosine VIIA (1:1000)/Alexa Fluor 594 (1:700) conjuguée à de l'anti-lapin d'âne. Des piles d'images 3D de l'organe de Corti ont été obtenues à l'aide d'un microscope à fluorescence Zeiss Apotome et la structure entière a été reconstruite sous forme de mosaïque de 4 piles.
Sensorion a demandé à l'IRM de trouver une solution au problème de l'analyse des images. Nous avons développé un protocole basé sur Imaris et ImageJ.
À partir de la pile 3D assemblée, un masque binaire des cellules ciliées internes et externes a été créé en utilisant l'algorithme de détection de points d'Imaris. La pile d'images du masque a été importée dans ImageJ. Une projection d'intensité maximale a été appliquée. La cochlée sélectionnée par l'utilisateur a ensuite été redressée. Sur la cochlée redressée, les cellules sont automatiquement comptées pour chaque segment de 200μm en utilisant un jeu d'outils ImageJ.
In a first time we presented the work at the 53rd Inner Ear Workshop in Montpellier:
Saleur, A., Baecker, V., Dyhrfjeld-Johnsen, J., poster: AUTOMATED CELL COUNTING IN COCHLEAR HISTOLOGICAL SAMPLES, "53. Workshop Inner Ear Biology, Montpellier, 2016
Sensorion continued to use the tools developed by MRI in its research to find a biomarker for hearing loss, resulting in the paper:
Parham, K., Sohal, M., Petremann, M., Romanet, C., Broussy, A., Tran Van Ba, C., and Dyhrfjeld-Johnsen, J. (2019). Noise-induced trauma produces a temporal pattern of change in blood levels of the outer hair cell biomarker prestin. Hearing Research 371, 98–104.
"The paper, published in the peer-reviewed monthly journal Hearing Research, found that the outer-hair-cell-specific protein prestin, in circulation, may act as a biomarker for sensory hair cell damage and death. Prestin levels in circulation change after acoustic trauma in a preclinical model of sudden sensorineural hearing loss and the pattern of change is dependent on the severity of injury, with an early rise in prestin levels after noise exposure potentially predictive of permanent hearing loss."
“Thus, an outer hair cell (OHC)-specific circulating biomarker may have both research and clinical applications, such as development of therapeutics and early diagnosis,” concluded Dr. Kourosh Parham, associate Professor and Director of Research in UConn Health’s Division of Otolaryngology, Head & Neck Surgery. “These results suggest that there is a temporal pattern of change in serum prestin levels after acute hearing loss that is related to severity of hearing loss. Circulating levels of prestin may be able to act as a surrogate biomarker for hearing loss involving OHC loss.” (businesswire)