Biological activity using dynamic speckle in blood serum of mares in different reproductive stages / Atividade biológica por speckle dinâmico em soro sanguíneo de éguas em diferentes estágios reprodutivos

ABSTRACT

This study aimed to evaluate the biological activity in blood serum plasma samples from mares at different reproductive stages using dynamic speckle analysis. For this purpose, samples were collected from 40 Mangalarga Machador mares from the Formoso 2S horse farm in Cajueiro, AL. The mares were classified into four groups of ten animals each according to the pregnancy stage ten empty mares (not pregnant), ten pregnant mares in the early third of pregnancy between one month and four months, ten pregnant mares in the final third of the pregnancy between seven and eleven months, and ten lactating mares (within two months post-partum). The biological activity response using a dynamic speckle (biospeckle) was obtained by capturing images reflected by a coherent light (diode laser with a wavelength of 532 nm and intensity of 3 mW) on a sample using a CCD (charge coupled device) camera. This data was analyzed using image processing techniques through the computational application SpeckleTHSP-MCO-Descritores (STMD), applying THSP (time history speckle pattern) methodology, which evaluates the temporal evolution of the interference image from spreading over the sample surface over time. A coherence matrix generated from the THSP was used to present the intensity module dispersion, which provided the bioactivity data. These data were then processed using the program OriginPro 8. Ink, generate graphs and compare the results from the different groups under study. A general biospeckle signature was observed regardless of the mares reproductive stage considered in this study. A short phase of movement of the samples associated with an accommodation of the drop on the slide was observed. It was followed by an ascending curve starting between 5 and 10 min of observation, reaching a peak within 15 and 25 min, and finally decayed uniformly until almost zero after 45 min. The group of pregnant mares in the final third of pregnancy presented superior bioactivity compared to pregnant mares in the early third of pregnancy. The curve observed for the group of lactating mares is similar to the curve obtained for the group of pregnant mares in the early third of pregnancy. Bioactive molecules act as dispersion elements of coherent light incident on a sample. The variation inherent to the presence of bioactive molecules in the different stages evaluated influenced the biospeckle pattern detected in each sample. It was concluded that the biological activity peaks of the blood plasma samples from the mares evaluated in this study using the dynamic speckle analysis technique were different for both amplitude and time of occurrence, according to the different reproductive stages.(AU)

RESUMO

Objetivou-se com esse estudo, avaliar os picos de atividade biológica de amostras de plasma sanguíneo de éguas em diferentes estágios reprodutivos, por análise de speckle dinâmico. Foram utilizadas amostras de 40 éguas da raça Mangalarga Marchador pertencentes ao Haras Formoso 2S localizado na cidade de Cajueiro AL. As éguas foram divididas em 4 grupos de 10 animais cada, classificados de acordo com a fase de gestação, sendo 10 éguas vazias (não prenhes), 10 éguas prenhas no terço inicial de gestação entre 1 e 4 meses, 10 éguas em terço final de gestação entre 7 e 11 meses e 10 éguas em fase de lactação (até o segundo mês pós-parto). A obtenção da leitura de atividade biológica por speckle dinâmico (biospeckle) foi feita através da captura de imagens refletidas por uma luz coerente (laser de diodo com comprimento de onda de 532 nm e intensidade de 3mW) por meio de uma câmera CCD (charge coupled device) nas amostras de soro sanguíneo. Esses dados foram analisados através de técnicas de processamento de imagens pelo aplicativo computacional Speckle-THSP-MCO-Descritores (STMD), empregando-se o método de THSP (time history speckle pattern), que avalia a evolução temporal da figura de interferência a partir do espalhamento pela superfície da amostra ao longo do tempo. A partir do THSP foi gerada uma matriz de co-ocorrência, usada para apresentar o MDI (módulo de dispersão de intensidades), que forneceu os dados da bioatividade das amostras. Os dados obtidos foram então tratados pelo programa OriginPro 8.Ink, para geração de gráficos e comparação dos mesmos entre os grupos estudados. Observou-se que, independente do estágio reprodutivo das éguas considerado nesse estudo, existe uma assinatura geral de atividade captada pelo biospeckle. Ocorreu uma curta fase de movimentação das amostras, provavelmente associada à acomodação da gota na lâmina, seguida de uma curva ascendente iniciada entre o minuto 5 e 10 de avaliação, que alcança seu pico em uma faixa de tempo entre o minuto 15 e 25, decaindo de maneira uniforme até praticamente se anular quando passados 45 minutos de análise. O grupo de éguas em terço final de gestação apresentou bioatividade das amostras superior, quando comparadas às éguas que estão em terço inicial. A curva observada no grupo de éguas em lactação se assemelha um pouco à curva do grupo de terço inicial. A variação inerente à presença de moléculas bioativas nas diferentes fases avaliadas, que atuam como elementos dispersores de uma luz coerente incidida nas amostras, aparentemente influenciam no padrão de biospeckle detectado em cada uma delas. Conclui-se que os picos de atividade biológica de amostras de plasma sanguíneo de éguas avaliadas pela técnica de análise de speckle dinâmico, mostram-se distintos tanto em amplitude quanto em tempo de ocorrência, de acordo com os estágios reprodutivos das fêmeas.(AU)