| EINLEITUNG: Eisen ist ein essentielles Spurenelement in Säugetieren und obligatorisch für die Funktionserhaltung lebender Zellen. Ein Übermaß an Eisen kann jedoch zu diversen Krankheitsbildern führen, wobei vor allem Eisen-Überladung im Gehirn durch oxidative Stressreaktionen eine Neurodegeneration verursachen kann. Mehrere neurologische Erkrankungen, einschließlich Morbus Alzheimer, Parkinson und Multiple Sklerose wurden mit erhöhter Eisenakkumulation im Gehirn in Verbindung gebracht. Bis heute ist nur wenig über die Zellen, sowie deren unterliegenden subzellulären Strukturen, die im Alterungsprozess zu Eisenablagerungen im Gehirn führen, bekannt. Eine Studie soll die kausale Rolle der Eisenablagerungen mit elektronenmikroskopischen Verfahren in Korrelation mit Magnetresonanz-tomographie und Massenspektrometrie elaborieren.
ZIELE: Postmortale Hirnproben von älteren PatientInnen, die an keiner neurologischen Erkrankung litten, wurden für die bevorstehende multidisziplinäre Studie bereitgestellt. Die vorliegende Diplomarbeit ist eine Machbarkeitsstudie mit Fokus auf den elektronenmikroskopischen Verfahren. Weiters diente die Diplomarbeit der Ausarbeitung eines Workflows in Hinsicht auf die Bilderfassung, das Datenmanagement und der statistischen Evaluierungsmöglichkeiten.
METHODEN: Für die hochauflösende Visualisierung des Eisengehaltes wurde eine Kombination aus elektronenmikroskopischen Methoden angewandt: Bilder wurden mittels energiegefilterter Transmissionselektronenmikroskopie (EFTEM) akquiriert, um die Verteilung der Übergangsmetalle innerhalb der Zellen und der subzellulären Strukturen zu visualisieren, und energiedispersive Röntgenmikroanalyse (EDX) wurde verwendet, um Spektrenanalysen von Eisen im Gehirn anzufertigen. Die Datenbank “DATEM“ wurde angelegt, um einen konsistenten Überblick auf die Bilder zu gewährleisten, und eine Musterbildanalyse inklusive statistischer Auswertungen wurde durchgeführt.
SCHLUSSFOLGERUNG: EFTEM zeigte sich als geeignet für den Nachweis von Eisen in biologischen Proben. Sofern Osmiumtetroxid als Fixierungschemikalie eingesetzt wird, sollte der Eisen L-Peak verwendet werden, um Überlappungen zu vermeiden. DATEM als Datenmanagement-Tool bietet einen flexiblen und adaptierbaren Überblick auf die akquirierten Bilder zur Weiterverarbeitung. In den Beispielbildern wurde das meiste mutmaßliche Eisen in Lipofuszingranula, deren zugrundeliegenden Lipidtröpfchen, sowie in Myelinscheiden und Oligodendrozyten detektiert. Diese Ergebnisse sind aber möglicherweise darauf zurückzuführen, dass für die Musterbilder der Eisen M Peak verwendet wurde, welcher Überschneidungen mit Osmium aufweist. |
