گرفتن یک تصویر واضح تر از رگ های خونی در سلامت و بیماری

محققان پزشکی جانز هاپکینز رویکرد تصویربرداری جدیدی را توسعه داده و آزمایش کرده‌اند که به گفته آنها، تحقیقات مبتنی بر تصویربرداری در آزمایشگاه را با اجازه دادن به محققان برای گرفتن تصاویری از رگ‌های خونی در مقیاس‌های فضایی مختلف سرعت می‌بخشد. این روش که “VascuViz” نامیده می‌شود، روی بافت‌های موش آزمایش شده، شامل یک مخلوط پلیمری سریع‌گیر برای پر کردن رگ‌های خونی و قابل مشاهده کردن آنها در چندین تکنیک تصویربرداری است. به گفته محققان، این رویکرد محققان را قادر می‌سازد تا ساختار عروق بافت را تجسم کنند، که در ارتباط با مدل‌های ریاضی دقیق یا تصاویر تکمیلی سایر عناصر بافتی می‌تواند نقش پیچیده جریان خون در سلامت و بیماری را روشن کند. آنها می گویند که تصاویر ترکیبی از رگ های خونی نه تنها باید مطالعه بیولوژی بیماری هایی را که شامل ناهنجاری هایی در جریان خون می شوند، مانند سرطان و سکته مغزی، تقویت کند، بلکه درک ما را از ساختارها و عملکرد بافت ها در سراسر بدن افزایش دهد.

این گزارش در 10 فوریه منتشر شد روش های طبیعت.

معمولاً، اگر می‌خواهید داده‌های مربوط به رگ‌های خونی را در یک بافت معین جمع‌آوری کنید و آن را با تمام بافت اطراف آن مانند ساختار و انواع سلول‌هایی که در آنجا رشد می‌کنند ترکیب کنید، باید چندین بار بافت را برچسب‌گذاری کنید، چندین عکس بگیرید. آرویند پاتاک، دکترا، استاد رادیولوژی، مهندسی زیست پزشکی و برق و عضو سرطان جامع سیدنی کیمل در دانشکده پزشکی دانشگاه جان هاپکینز، می گوید. این می‌تواند فرآیندی پرهزینه و زمان‌بر باشد که می‌تواند ساختار بافت را از بین ببرد و توانایی ما را برای استفاده از اطلاعات ترکیبی به روش‌های جدید منع کند.

محققان از روش های مختلف تصویربرداری مانند MRI، CT و میکروسکوپ برای بررسی نقش عروق خونی در آزمایشگاه استفاده می کنند. این تصاویر برای درک پویایی چگونگی ایجاد بیماری یا پاسخ بافت ها به درمان مفید هستند. با این حال، ادغام داده‌های موجود در این تصاویر همچنان یک چالش باقی مانده است، زیرا عواملی که برای قابل مشاهده کردن رگ خونی با یک روش تصویربرداری استفاده می‌شوند، می‌توانند آن را روی ابزارهای دیگر نامرئی کنند. این مقدار داده هایی را که محققان می توانند از یک نمونه جمع آوری کنند محدود می کند.

VascuViz بر این مشکل غلبه می کند و ساختار بزرگترین شریان ها تا کوچکترین عروق میکروسکوپی را برای انواع ابزارهای تصویربرداری قابل مشاهده می کند، که به محققان اجازه می دهد تا درک چند لایه از رگ های خونی و اجزای بافت مرتبط با زمان و تلاش کمتر را توسعه دهند.

توسعه VascuViz به ویژه در ایجاد تجسم رایانه‌ای از نحوه عملکرد سیستم‌های بیولوژیکی پیچیده مانند سیستم گردش خون مفید است و نشانه‌ای از زمینه رو به رشد بیولوژی سیستم‌های عروقی “مبتنی بر تصویر” است.

دکتر آکانکشا بهارگاوا، دکترای فوق دکترا در آزمایشگاه پاتاک، می‌گوید: «اکنون، به جای استفاده از یک تقریب، می‌توانیم ویژگی‌هایی مانند جریان خون در رگ‌های خونی واقعی را تخمین بزنیم و آن را با اطلاعات تکمیلی مانند تراکم سلولی ترکیب کنیم. در بخش رادیولوژی و علوم رادیولوژی در دانشکده پزشکی دانشگاه جانز هاپکینز. برای انجام این کار، اندازه‌گیری‌های مبتنی بر VascuViz وارد شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای جریان خون می‌شوند، مانند مدل‌های سرطانی که Bhargava مطالعه می‌کند.

برای ایجاد VascuViz، Bhargava چندین ترکیب از عوامل تصویربرداری موجود و مناسب بودن آنها را برای روش های مختلف تصویربرداری آزمایش کرد. پس از چندین بار تکرار، او دریافت که یک ماده کنتراست CT به نام BriteVu و یک ماده کنتراست MRI با برچسب فلورسنت به نام گالبومین رودامین می توانند ترکیب شوند تا ترکیبی ایجاد کنند که باعث می شود در هنگام تصویربرداری با MRI، CT و تکنیک های تصویربرداری نوری، عروق ماکرو و میکرو به طور همزمان قابل مشاهده باشند. بدون دخالت

با کارکرد این ترکیب در لوله‌های آزمایش، محققان آن را در انواع بافت‌های موش آزمایش کردند و آن را از طریق سیستم عروقی مدل‌های سرطان سینه، عضلات پا، بافت‌های مغز و کلیه پرفیوژن کردند. سپس تصاویر حاصل از بافت‌های به‌دست‌آمده با MRI، CT و میکروسکوپ نوری برای ایجاد تجسم‌های سه بعدی خیره‌کننده از عروق و اجزای مرتبط با این مدل بیماری و سیستم‌های اندام ترکیب شدند.

با توجه به مقرون به صرفه بودن VascuViz و اجزای تجاری موجود، Pathak و تیم او امیدوارند که در سراسر جهان توسط دانشمندان برای کمک به روشن کردن بیماری های مختلف مربوط به عروق مورد استفاده قرار گیرد.