Digitális mikroszkópia és képelemző technikák a fonalasgombák patogenitásának vizsgálatában
Digitális mikroszkópia és képelemző technikák a fonalasgombák patogenitásának vizsgálatában
Dátum
Szerzők
Tálas, László
Folyóirat címe
Folyóirat ISSN
Kötet címe (évfolyam száma)
Kiadó
Absztrakt
Az invazív gombák micéliális morfológiai változásainak vizsgálata
elengedhetetlen a fonalas gombák patogenitásának mélyebb megértésében. Egyrészt ez
hasznos ipari szempontból, mivel a micéliális folyamatok bizonyos típusai összefüggésben
vannak az ipari fermentációk termelékenységével, másrészt orvosbiológiai szempontból is
fontos, mivel az invazív gombás megbetegedések egyre gyakoribbak és halálos fertőzéseket
is okoznak immunhiányos betegekben. A morfológiai változások kvalitatív és kvantitatív
dinamikai paramétereinek meghatározása azonban továbbra is jelentős kihívást jelent a
tudomány jelenlegi eszközeivel. A spórák letapadási dinamikájának pontosabb megismerése
lehetőséget biztosíthat a fermentációs rendszerek termelékenységének növelésére, illetve az
invazív gombás megbetegedések elleni védekezésre.
A statikus és dinamikus képelemző technikák felhasználhatók olyan
gombapopulációk vizsgálatára is, melyekben az egyedi spórák jelentősége nő meg a
tenyésztési ciklus alatt és ezek kitapadási és/vagy spórázási dinamikája követhető.
Megfelelő időbeli felbontás mellett a hosszú távú videómikroszkópos vizsgálatok
segítségével definiált mikrobiológiai paraméterek valós időben és hosszú távon
vizsgálhatók. Ilyen paraméterek a spóranövekedés, letapadás, osztódás, biofilm képződés,
konfluencia, motilitás. Optimális esetben ezek a paraméterek a megfigyelés teljes
időtartama alatt követhetőek és ez által összefüggéseikben is vizsgálhatóak lesznek. A
videómikroszkópos rendszer által készített felvételek feldolgozása során nyert adatok
specifikusan adaptált dinamikus képanalízisét alkalmazva, egy vizsgált osztódási vagy
szaporodási szakasz pontosabban modellezhetővé válhat.
A képanalízis során kvalitatív és kvantitatív szempontok szerint is
tanulmányozhatjuk az egyes folyamatokat. A videómikroszkópia egy olyan, hosszú ideig
(hetekig) folytatható monitoring-módszer, amelyet a célszerűen kiválasztott digitális
képelemzéssel és adatfeldolgozással kombinálva olyan kísérleti elrendezést kapunk
melynek fő előnye, hogy a változások időbeli lefutása dinamikusan vizsgálhatóvá, illetve
modellezhetővé válik, így hűen tükrözi az időben lezajló folyamatokat. In order to get a deeper understanding of the pathogenicity of filamentous fungi it is
necessary to examine the mycelial morphological changes of invasive fungal species. It is,
on the one hand, important from an industrial point of view, as certain types of mycelial
processes may affect the productivity of industrial fermentation, while on the other hand it
is also important from a medical point of view, because the number of patients with
invasive fungal diseases is on the rise, and some fungi can even cause lethal infections in
immunocompromised patients. However, the determination of qualitative and quantitative
dynamic parameters of morphological changes still represents a major challenge due to the
limitations of our tools. A deeper understanding of the dynamics of spore adherence may
help us increase the productivity of fermentation systems and fight against invasive fungal
diseases.
Static and dynamic image analysis techniques can also be used for studying fungal
populations in which the significance of individual spores grows during the growth phase,
and their adherence and/or germination dynamics can be observed.
With an appropriate temporal resolution, microbiological parameters defined with the help
of long-term video microscopy can be studied real time and over a longer period. Such
parameters include spore growth, adherence, division, appearance of biofilm, confluence,
and motility. Optimally, these parameters can be monitored throughout the entire
observation, which allows us to study their interrelations as well. The specially adapted
dynamic image analysis of data collected through processing images captured by the video
microscopy system may allow us to model a specific division or reproduction phase more
accurately.
In the course of image analysis we can study individual processes based on qualitative and
quantitative aspects as well. Video microscopy is a long-term (up to weeks) monitoring
system that, when combined with carefully chosen digital image analysis and data
processing, results in an experimental setup, the main advantage of which is that it allows us
to study and model the dynamics of changes in time, providing us with a real or actual
picture of temporal changes.
Leírás
Kulcsszavak
Patogenitás, Letapadás, Time-Lapse mikroszkópia, Candida, Aspergillus