Udvikling af vævsmolekylær billeddannelsesteknik ved hjælp af flere prober på hundredvis af mikron

Forskere har vist, at det er muligt at afbilde små dyrevæv klart til flere hundrede mikrometer ved hjælp af multi-probe-billeddannelse, rapporterer en nylig undersøgelse i Scientific Reports .

Denne teknik kan være nyttig inden for forskellige områder af medicinsk forskning, fordi den gør det muligt for forskere at observere mikrostrukturen af ​​små dyrevæv og afklare lokaliseringen og interaktionen mellem flere molekyler, såsom mikroskopiske metastatiske læsioner af kræftceller.

Single-photon emission tomography (SPECT) bruges i øjeblikket til molekylær billeddannelse hos både dyr og mennesker. Teknologien står dog over for flere begrænsninger, herunder relativt lav rumlig opløsning og udfordringer forbundet med samtidig brug af flere sonder.

Et team af forskere, ledet af Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe (Kavli IPMU) Project Assistant Professors og National Cancer Center Center for Advanced Biomedical Research and Development (NCCER) Besøgsforsker Atsushi Yagishita og Shin'ichiro Takeda, og involverer forskere fra Kavli IPMU, NCCER og Keio University løste disse problemer ved hjælp af et SPECT-system udstyret med en cadmium tellurid (CdTe) halvlederdetektor, der tidligere blev brugt til rumobservationer.

Denne enhed blev initieret i udvikling af High Energy Accelerator Research Organization Professor Emeritus Hirotaka Sugawara, Kavli IPMU's specielt udnævnte adjunkt Shin'ichiro Takeda og Tadashi Orita og andre under deres embedsperiode på Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University (OIST). Der, ved at anvende de spektrale analysemetoder, der blev brugt i analysen af ​​astronomiske observationsdata, lykkedes det dem at opnå billeder med høj rumlig opløsning for hver af de multiple radioaktive nuklidprober, der blev brugt samtidigt (Takeda et al., IEEE TRPMS 2023).

Ved hjælp af enheden udførte forskerne denne gang SPECT-billeddannelse af submillimeter zeolitkugler absorberet med ¹²⁵ I- og efterfølgende afbildet ¹²⁵ I-akkumulerede sfæroider, celler, der aggregerer for at danne en kuglelignende form, som var 200-400 μm i størrelse inden for en time. De har med succes fanget klare og kvantitative billeder. Desuden afslørede deres dual-radionuclid fantom imaging et tydeligt billede af den submillimeter sfære absorberet med ¹²⁵ I- nedsænket i en 99mTc-pertechnetatopløsning og gav en rimelig kvantificering af hvert radionuklid.

Derefter udførte holdet in vivo-billeddannelse på en kræftbærende mus med lymfeknude-mikrometastase ved hjælp af dual-tracers. Resultaterne viste dobbeltsporingsbilleder af lymfekanalen med ⁹⁹ mTc-fytinsyre og den submillimeter metastatiske læsion med ¹²⁵ I-, vist at flugte med immunfluorescensbilledet.

Forskerne siger, at deres metode kan give fordele til biologisk forskning, farmaceutisk forskning og medicinsk forskning.

Flere oplysninger: Atsushi Yagishita et al, Dual-radionuclid in vivo billeddannelse af mikrometastaser og lymfekanal med submillimeter opløsning, Scientific Reports (2023). DOI:10.1038/s41598-023-46907-1

Journaloplysninger: Videnskabelige rapporter

Leveret af Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe (Kavli IPMU)