Knowledge base: Warsaw University of Technology

Settings and your account

Back

Application of microscopic methods in the research of atopic dermatitis

Agnieszka Koszewska

Abstract

Atopic dermatitis (AD) is an allergic disease, mainly characterized by dry reddened skin with pruritic lesions. It is very difficult to make an accurate diagnosis of the AD. It consists of several criteria, one of which is a thorough interview with the patient. Moreover, there is also the assessment of the skin lesion (place of occurrence and severity) and also numerous clinical trials. Atopic dermatitis is an incurable disease – the therapy primarily focuses on reliving skin itching and more importantly, ensuring proper skin hydration and preventing inflammation of skin. The treatment depends on the phase and severity of the disease, and is selected individually, although it is crucial to maintain proper skin hydration with the use of emollients. The main aim of this thesis is the application of microscopic methods to thoroughly examine the properties of corneocytes from the epidermis of patients with atopic dermatitis. The tests that were carried out and the obtained results in the future may help us in designing an accurate procedure to assess the differences in both healthy cells and these with eczematous changes. Skin samples were collected by tape-stripping method. The comparative analysis of the obtained results of the tested parameters was conducted using two microscopic methods. Morphological properties of cells were examined using atomic force microscopy (based on topographic images) and phase contrast microscopy (after cell staining with hematoxylin and eosin). The examined morphological parameters were diameter and height of corneocytes. In addition, the mechanical properties of cells were examined with the use of atomic force microscope in force spectroscopy mode. The Young’s modulus value and adhesion force was analyzed. Two layers of cells were collected from each patient from the same place on the skin – the first one for staining and the analysis with inverted microscope, the second one to analyze with AFM. The analysis of the healthy cells collected from several layers was also conducted, with the aim to assess changes in values of examined parameters between layers. The cells diameter values, that were obtain with the use of the optical microscope and topographic images from AFM were compared. Based on the collected results it was found that the value of examined parameter decreases with successive layers of corneocytes. Based on the results, it was observed that regardless of the used method, the diameter value of corneocytes that were taken from places affected with AD was lower, than healthy ones, while their height value was higher. At the same time, the decrease in the volume of corneocytes taken from affected by AD places was observed, compared to corneocytes from healthy skin (6 out of 7 cases). It was also found, that the cytoplasm (from AD cells) binds the dye better than the cytoplasm of cells without eczematous changes. However, it was not possible to make a clear assessment of the dependence in mechanical properties of corneocytes, due to small size of the investigated patient group. In 4 cases the value of Young’s modulus and adhesive force turned out to be higher in AD cells and for others (3 cases) the inverse relation was observed.
Diploma type
Engineer's / Bachelor of Science
Diploma type
Engineer's thesis
Author
Agnieszka Koszewska (FC) Agnieszka Koszewska,, Faculty of Chemistry (FC)
Title in Polish
Wykorzystanie metod mikroskopowych do badania atopowego zapalenia skóry (AZS)
Supervisor
Tomasz Kobiela (FC/CDSB) Tomasz Kobiela,, Chair of Drug and Cosmetics Biotechnology (FC/CDSB)Faculty of Chemistry (FC)
Certifying unit
Faculty of Chemistry (FC)
Affiliation unit
Chair of Drug and Cosmetics Biotechnology (FC/CDSB)
Study subject / specialization
, Biotechnologia
Language
(pl) Polish
Status
Finished
Defense Date
29-01-2019
Issue date (year)
2019
Reviewers
Łukasz Górski (FC/CMB) Łukasz Górski,, Chair of Medical Biotechnology (FC/CMB)Faculty of Chemistry (FC) Tomasz Kobiela (FC/CDSB) Tomasz Kobiela,, Chair of Drug and Cosmetics Biotechnology (FC/CDSB)Faculty of Chemistry (FC)
Keywords in Polish
mikroskop sił atomowych, mikroskop odwróconego pola, atopowe zapalenie skóry, korneocyty, metoda tape-stripping
Keywords in English
atomic force microscopy, inverted microscope, atopic dermatitis, corneocytes, tape-stripping
Abstract in Polish
Atopowe zapalenie skóry (AZS) jest schorzeniem o podłożu alergicznym. Charakteryzuje je przede wszystkim sucha, zaczerwieniona skóra czy zmiany świądowe. Prawidłowa diagnoza choroby opiera się na dokładnym wywiadzie z pacjentem, ocenie zmian skórnych (miejsca występowania, rozległości) oraz licznych testach klinicznych. AZS jest chorobą nieuleczalną – terapia skupia się przede wszystkim na łagodzeniu uczucia swędzenia, zapewnieniu odpowiedniego nawilżenia skóry, czy zapobieganiu zaogniania się zmian skórnych. Sposób leczenia jest dobierany indywidualnie, w zależności od fazy i stopnia zaawansowania choroby, jednakże kluczowe jest utrzymanie odpowiedniego nawilżenia skóry za pomocą emolientów. Celem pracy było wykorzystanie metod mikroskopowych w celu dokładnego zbadania właściwości korneocytów pobranych z naskórka osób dotkniętych AZS. Przeprowadzone badania i uzyskane wyniki, w przyszłości mogą posłużyć do zaprojektowania dokładnej procedury badawczej umożliwiającej ocenę różnic w komórkach zdrowych i tych zmienionych chorobowo. Próbki skóry, zarówno komórek zdrowych, jak i tych z miejsc objętych zmianami chorobowymi, pobierano metodą tape-stripping. Wykonano analizę porównawczą wartości badanych parametrów, które uzyskano za pomocą dwóch technik mikroskopowych. Właściwości morfologiczne komórek badano przy użyciu mikroskopu sił atomowych (AFM) (na podstawie uzyskanych obrazów topograficznych) oraz mikroskopu odwróconego pola z kontrastem fazowym (po uprzednim barwieniu ich hematoksyliną i eozyną). W przypadku badania morfologii komórek, badanym parametrem była średnica oraz wysokość korneocytów. Za pomocą mikroskopu AFM w trybie spektroskopii sił dokonano także analizy właściwości mechanicznych, takich jak moduł elastyczności Younga, czy siła adhezji. Od każdego pacjenta pobrano po dwie warstwy komórek z tego samego miejsca na skórze – pierwszą w celu barwienia i analizy mikroskopem odwróconego pola, drugą do analizy z wykorzystaniem mikroskopu AFM. Aby sprawdzić zależności w wartościach parametrów pomiędzy poszczególnymi warstwami, przeprowadzono także analizę warstwową komórek normalnych. Porównano wartości średnicy komórek uzyskanych na podstawie zdjęć z mikroskopu optycznego oraz z obrazów topograficznych uzyskanych za pomocą mikroskopu AFM. Na podstawie zebranych wyników stwierdzono, iż badany parametr maleje wraz z kolejnymi pobranymi warstwami korneocytów. Dla próbek pobranych od pacjentów zaobserwowano, iż niezależnie od wykorzystanej techniki, średnica korneocytów dotkniętych AZS była mniejsza niż zdrowych, natomiast ich wysokość większa. Jednocześnie prawie dla wszystkich pacjentów zaobserwowano spadek objętości korneocytów pobranych z miejsc dotkniętych AZS w porównaniu z korneocytami ze zdrowej skóry (6 na 7 przypadków). Stwierdzono także, iż cytoplazma komórek z AZS lepiej wiąże barwnik niż cytoplazma komórek zdrowych. W przypadku analizy właściwości mechanicznych analizowana grupa badawcza jest zbyt mała na określenie jednoznacznej zależności, ponieważ w przypadku części badanych pacjentów (4 badanych) wartość modułu elastyczności Younga oraz siły adhezji okazała się być wyższa w przypadku komórek z AZS, natomiast u pozostałych (3 badanych) zaobserwowano odwrotną zależność.
File
  • File: 1
    Decyzja_o_utajnieniu_Koszewska_Agnieszka_276133.pdf
Request a WCAG compliant version
Local fields
Identyfikator pracy APD: 28346

Uniform Resource Identifier
https://repo.pw.edu.pl/info/bachelor/WUTa4095743da884c1eaa7908fb21309995/
URN
urn:pw-repo:WUTa4095743da884c1eaa7908fb21309995

Confirmation
Are you sure?
Report incorrect data on this page