Detection of Fungi in the Palmar Aponeurosis in Patients with Dupuytren’s Contracture by Scanning Electron Microscopy

Cover Page

Cite item

Abstract

The purpose of the study was to determine the capabilities of scanning electron and light microscopy in detecting fungi in surgical material from the patients with Dupuytren’s contracture. Material and Methods. The fragments of palmar aponeurosis from 27 patients with Dupuytren’s contracture were examined. Paraffin sections stained with hematoxylin-eosin and Periodic Schiff-Methenamine Silver were digitized using AxioScope.A1 microscope (Carl Zeiss Micro Imaging GmbH, Germany). For examination in JSM-840 scanning electron microscope (Jeol, Japan), the samples were dehydrated after fixation, soaked in camphene, dried, and silver sprayed in the IB-6 ionizer (Eiko, Japan). Results. In paraffin sections stained with methenamine-silver, the signs of mycotic microbiota were detected only in 2 (7.4%) of 27 patients, and with the use scanning electron microscopy — in 16 patients (59%). The morphological phenotypes and ultrastructure of intercellular contacts of yeast-like fungi were similar to Candida albicans. In all cases, the budding cells were detected. The destruction of the connective tissue of the palmar aponeurosis was observed in the form of loosening, stratification, and cavities formation (the zones of lysis). Conclusion. The scanning electron microscopy allowed to evaluate the ultrastructure of fungal cells and their interaction with surrounding tissues in the surgical material from the patients with Dupuytren’s contracture. A higher percentage of detection of fungal invasion compared to the Periodic Schiff-Methenamine staining was associated with a higher resolution and the ability of a larger area of tissue samples analysis.

About the authors

T. A. Stupina

Ilizarov National Medical Research Center of Traumatology and Orthopedics

Author for correspondence.
Email: StupinaSTA@mail.ru

Tatiana A. Stupina — Dr. Sci. (Biol.), Senior Researcher, Laboratory of Morphology

Kurgan

Russian Federation

N. S. Migalkin

Ilizarov National Medical Research Center of Traumatology and Orthopedics

Email: fake@neicon.ru

Nikolai S. Migalkin — Researcher, Laboratory of Morphology

Kurgan

Russian Federation

N. A. Shchudlo

Ilizarov National Medical Research Center of Traumatology and Orthopedics

Email: fake@neicon.ru

Natalia A. Shchudlo — Dr. Sci. (Med.), Head, Clinical and Experimental Laboratory of Reconstructive-Plastic Microsurgery and Hand Surgery

Kurgan

Russian Federation

M. M. Shchudlo

Ilizarov National Medical Research Center of Traumatology and Orthopedics

Email: fake@neicon.ru

Mikhail M. Shchudlo — Dr. Sci. (Med.), Senior Researcher, Laboratory Clinical and Experimental Laboratory of Reconstructive and Plastic Microsurgery and Hand Surgery

Kurgan

Russian Federation

References

  1. Ng M., Thakkar D., Southam L., Werker P., Ophoff R., Becker K., Nothnagel M. et al. A Genome-wide Association Study of Dupuytren Disease Reveals 17 Additional Variants Implicated in Fibrosis. Am J Hum Genet. 2017;101(3):417-427. doi: 10.1016/j.ajhg.2017.08.006.
  2. Unglaub F., Loos B., Schwarz S., Kneser U., Dragu A., Horch R.E. Phlegmonous-infection in first degree Dupuytren’s disease. Arch Orthop Trauma Surg. 2009;129(4):445-448. doi: 10.1007/s00402-008-0589-7.
  3. Dumitrescu-Ionescu D. A New Therapeutic Approach to Dupuytren’s Contracture / Disease (DD). Adv Plast Reconstr Surg. 2017;1(5):129-136.
  4. Guarner J., Brandt M.E. Histopathologic diagnosis of fungal infections in the 21st century. Clin Microbiol Rev. 2011;24(2):247-280. doi: 10.1128/CMR.00053-10.
  5. Ensikat H.-J., Weigend M. Creating internal conductivity in dry biological SEM samples by a simple vapour treatment. J Microsc. 2014;256(3):226-230. doi: 10.1111/jmi.12177.
  6. Sugimoto S., Okuda K., Miyakawa R., Sato M., AritaMorioka K., Chiba A. et al. Imaging of bacterial multicellular behaviour in biofilms in liquid by atmospheric scanning electron microscopy. Sci Rep. 2016;6:25889. Available from: https://www.nature.com/articles/srep25889. doi: 10.1038/srep25889.
  7. Chebotar I.V., Novikov I.A., Subbot A.M., Mayansky N.A. Lanthanoid staining as a fast technology of preparing microbiological specimens for scanning electron microscopy. CTM. 2017;9(3):23-29. doi: 10.17691/stm2017.9.3.03.
  8. Raab N., Bachelet I. Resolving biofilm topography by native scanning electron microscopy. J Biol Methods. 2017;4(2):e70. doi: 10.14440/jbm.2017.173.
  9. Yue X., Wang A., Li Q. The Role of Scanning Electron Microscopy in the Direct Diagnosis of Onychomycosis. Scanning. 2018:1581495. doi: 10.1155/2018/1581495.
  10. Yuping R., Kaiwen Z., Wenying H., Jinghong H., Xiaowei F., Shuang C. et al. Observation of Fungi, Bacteria, and Parasites in Clinical Skin Samples Using Scanning Electron Microscopy. In: Modern Electron Microscopy in Physical and Life Sciences. 2016. Available from: https://www.intechopen.com/books/modernelectron-microscopy-in-physical-and-life-sciences/observation-of-fungi-bacteria-and-parasites-inclinical-skin-samples-using-scanning-electronmicrosc. doi: 10.5772/61850.
  11. Legge J.W., Finlay J.B., McFarlane R.M. A study of Dupuytren’s tissue with the scanning electron microscope. J Hand Surg Am. 1981;6(5):482-492. doi: 10.1016/s0363-5023(81)80109-8.
  12. Józsa L., Salamon A., Réffy A., Renner A., Demel S., Donhöffer A., Pintér T., Thöring J. Fine structural alterations of the palmar aponeurosis in Dupuytren’s contracture. A combined scanning and transmission electronmicroscopic examination. Zentralbl Allg Pathol. 1988;134(1):15-25.
  13. Щудло Н.А., Ступина Т.А., Щудло М.М. Сканирующая электронная микроскопия ладонного апоневроза при контрактуре Дюпюитрена продвинутой стадии. Травматология и ортопедия России. 2019;(25)2: 150-156. doi: 10.21823/2311-2905-2019-25-2-150-156.
  14. Tubiana R. Dupuytren’s disease of the radial side of the hand. Hand Clin. 1999;15(1):149-159.
  15. Scherer W.P., Scherer M.D. Scanning electron microscope imaging of onychomycosis. J Am Podiatr Med Assoc. 2004;94(4):356-362. doi: 10.7547/0940356.
  16. Kubota T. Chronic and recurrent vulvovaginal candidiasis. Anippon Isbink Gakkai Zassibi. 1998;(39)4: 213-218. doi: 10.3314/jjmm.39.213.
  17. Хмельницкий О.К., Быков В.Л., Хмельницкая Н.М. Патоморфологическая диагностика микозов, вызываемых условно-патогенными грибами. Режим доступа: http://www.rusmedserv.com/mycology/html/labora15.htm
  18. Staniszewska M., Bondaryk M., Swoboda-Kopec E., Siennicka K., Sygitowicz G., Kurzatkowski W. Candida albicans morphologies revealed by scanning electron microscopy analysis. Braz J Microbiol. 2013;44(3):813-821. doi: 10.1590/S1517-83822013005000056.
  19. Wade R., Igali L., Figus A. Skin involvement in Dupuytren’s disease. J Hand Surg Eur. 2016;41(6):600-608. doi: 10.1177/1753193415601353.
  20. Щудло Н.А., Костин В.В. Патогенез н ропатии при контрактуре Дюпюитрена. Гений ортопедии. 2019;25(1):58-64. doi: 10.18019/1028-4427-2019-25-1-58-64.
  21. Долганова Т.И., Щудло Н.А., Шабалин Д.А., Костин В.В. Оценка гемодинамики артерий кисти и микроциркуляции кожи при контрактуре Дюпюитрена 3-4 стадий до и после оперативного лечения с применением чрескостной фиксации по Г.А. Илизарову. Гений ортопедии. 2019;25(1):86-92. doi: 10.18019/1028-4427-2019-25-1-86-92.
  22. Rehman S., Goodacre R., Day P.J., Bayat A., Westerhoff H.V. Dupuytren’s: a systems biology disease. Arthritis Res Ther. 2011;13(5):238. doi: 10.1186/ar3438.
  23. Badiee P., Hashemizadeh Z. Opportunistic invasive fungal infections: diagnosis & clinical management. Indian J Med Res. 2014;139(2):195-204.
  24. Gudmundsson K.G., Arngrímsson R., Sigfússon N., Jónsson T. Increased total mortality and cancer mortality in men with Dupuytren’s disease: a 15-year follow-up study. J Clin Epidemiol. 2002;55(1):5-10. doi: 10.1016/s0895-4356(01)00413-9.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2023 Traumatology and Orthopedics of Russia

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».