הכנה מדגמית להדמיה תלת-ממדית מבוססת טומוגרפיה ממוחשבת של כלי דם הינדיים של מורין
7 באוקטובר 2021
כאן, אנו מתארים שיטת הדמיה וכימות לכלי גפיים אחוריות של מורין באמצעות טומוגרפיה ממוחשבת מיקרו-רנטגן.
ניתן לצלם תמונות CT של כלי הדם בגפיים התחתונות ובאברי הבטן באמצעות פרוטוקול צעד. השיטה מאפשרת הערכה מקיפה של כל כלי הדם. בנוסף, ניתן להעריך רק עורקים או באותו זמן, עורקים ורידים.
חשוב מאוד למנוע קרישי דם, דלף או דם היטב, ולהימנע בועות אוויר. לפני הניתוח, להזריק 1 יחידה / גרם הפרין ב- PBS לתוך החלל התוך-אפריטוני של העכבר. לאחר 30 דקות, לעשות חתך קו האמצע בעצם החזה של העכבר המתת חסד ולתקן את בית החזה הפתוח עם סיכות.
חותכים את אבי העורקים העולה לפני הסרת הלב, ולאחר מכן להסיר את הריאה כדי לחשוף את אבי העורקים היורד. חותכים את אבי העורקים היורד באלכסון כדי לחשוף את חתך הרוחב של כלי השיט. לאחר מכן, הכנס קטטר 22-מד לתוך אבי העורקים היורד תוך הפעלת מאגר vasodilation.
הצמד את השורש של הצנתר ולעשות קשר כדי למנוע דליפה עקב הזרימה האחורית. לאחר שנעשה, להתחיל את זלוף עם פתרון vasodilating מחומם בלחץ קבוע בין 13 ל 15 קילופסקל. לאחר שלוש דקות, perfuse פתרון של 4% paraformaldehyde ב PBS במשך 3 דקות.
עצרו את הזלוף, ומלאו את צינור ההרחבה המחובר לצנתר ב-2 מ"ל של מדיום הניגודיות המוכן טרי המדולל ביחס 1:1 כדי לחטט ב-13 עד 15 קילופסקל קבוע. כדי לדמיין עורקים, לבדוק את הציפורן של הפה כדי לאשר כי המדיום הניגוד הגיע לעורק. באותו אופן, בדוק את הווריד התחתון של הסרעפת כדי לאשר את זרימת הדם המלאה של מדיום הניגוד ולדמיין את כל כלי הדם.
אם זרימת הדם של מדיום הניגודיות הושלמה, סגור את העצירה התלת-כיוונית והסר את הצינור. לדגור על המדגם לילה ב 4 מעלות צלזיוס. בפרוטוקול זה, כל הכלים בגפיים התחתונות של העכבר היו דמיינו.
התוצאות של מודל איסכמיה בגפיים האחוריות אישרו כי עורק הירך הלא קשור פעל במקביל לווריד הירך. כמו כן, ההפרעה בתקשורת הניגודית הקלה על צפייה בעורק הירך הקשור ובהתפתחות כלי שיט נלווים. ניתן היה לראות כמה כלים מלאים במדיום הניגודיות.
מצד שני, ההפרעה בתקשורת הניגודית עקב ערבוב של מדיה לא-קונקרטית, או זלוף לא מספיק, הורגשה גם היא. זה היה בלתי אפשרי לראות את העורקים על פני השטח של הגוף על ידי מיקרוסקופי של תצפית סטריאומיקרוסקופית של המדיום הניגודי, אשר עשה את זה קל יותר להעריך פגמים בכלי הדם. חשוב מאוד להימנע מבועות אוויר בעת החדרת הצנתר.
מאז איברי הבטן שלהם הם גם רגועים, אפשר להוציא את האיברים ולקחת סריקת CT. באמצעות שיטה זו, הצלחנו לזהות רבע חדש של רוויה.
סקירה כללית
מאמר זה מתאר שיטה להדמיה וכמותית של כלי דם בגפיים האחוריות של עכברים באמצעות מיקרו-CT (מיקרו-טומוגרפיה ממוחשבת בקרני X). הטכניקה מאפשרת הערכה מקיפה של כלי דם בגפיים התחתונות ובאיברים הבטניים.
מרכיבי מפתח של המחקר
תחום מדעי
- מדעי המוח
- ביולוגיה של כלי דם
- טכניקות דימות
רקע
- מיקרו-CT (מיקרו-טומוגרפיה ממוחשבת של קרני רנטגן) הוא כלי דימוי רב עוצמה.
- הבנת מבנה כלי הדם חיונית למגוון מחקרים ביולוגיים.
- ייתכן ששיטות קודמות לא סיפקו ויזואליזציה מקיפה.
- מחקר זה נועד לשפר את טכניקות הוויזואליזציה עבור מודלים של עכברים.
מטרת המחקר
- פיתוח שיטה מהימנה להדמיה של כלי דם בגפיים האחוריות.
- מתן אפשרות לכימות של מבנים כלי דם במודלים של עכברים.
- הערכת ההשפעה של התערבויות על בריאות כלי הדם.
שיטות שנעשה בהן שימוש
- הזרקת הפרין למניעת קרישי דם.
- פרפוזיה של חומר ניגוד להדגמת כלי דם.
- דימות CT ללכידת מבנים וסקולריים מפורטים.
- הערכה של עורקים וורידים בגפיים האחוריות.
תוצאות עיקריות
- הדמיה מוצלחת של כל כלי הדם בגפיים התחתונות.
- זיהוי של כלי דם קולטרליים במודל של איסכמיה ברגל האחורית.
- אתגרים שנצפו בשל בועות אוויר ופרפוזיה חלקית.
- השיטה אפשרה הערכה של פגמים וסקולריים.
מסקנות
- השיטה מספקת גישה מקיפה לדימוי כלי דם.
- היא יכולה לשפר את ההבנה של מצבים וסקולריים במודלים של עכברים.
- יישומים עתידיים עשויים לכלול מחקרים על בריאות ומחלות של כלי דם.
שאלות נפוצות
רלוונטיות תעשייתית למנהלים
שיטה זו מאפשרת הדמיה תלת-ממדית מקיפה של רשתות כלי דם בעכברים, התומכת בהערכה פרה-קלינית של תגובות אנגיוגניות ופתולוגיה וסקולרית. על ידי אספקת נתונים מבניים כמותיים של כלי דם בגפיים האחוריות ובאיברי הבטן, היא משפרת את תיקוף המטרה בביולוגיה של כלי דם ובמודלים של מחלות איסכמיות. הטכניקה משפרת את הביטחון החזוי בזיהוי מועמדים טיפוליים על ידי הפחתת ההסתמכות על חיתוכים דו-ממדיים ומאפשרת תצפית ישירה על ארכיטקטורת כלי דם ויצירת כלי דם עוקפים.
יישומים אסטרטגיים במחקר ופיתוח בביופארמה
גילוי מוקדם ותיקוף מטרה
- ערך מדעי: מאפשר בחינה של השערות טיפוליות הקשורות לאנגיוגנזה ולremodeling וסקולרי במודלים איסכמיים.
- ערך תפעולי: מספק תיקוף פונקציונלי של יעדים וסקולריים באמצעות הדמיה תלת-ממדית ישירה של פגמי פרפוזיה ופיתוח קולטרלים.
- ערך חזוי: תומך במיון תיקי פיתוח על ידי כימות תגובות וסקולריות להתערבויות פרמקולוגיות או גנטיות.
סריקה ופיתוח בדיקות
- מוכנות הבדיקה: מכינה מערכות ביולוגיות סטנדרטיות לסריקת תרכובות בהמשך, על ידי קביעת מורפולוגיה וסקולרית בסיסית.
- פלט כמותי: מספקת פרמטרים וסקולריים מדידים כגון צפיפות כלי דם, דפוסי הסתעפות והשלמות של הפרפוזיה לצורך סטנדרטיזציה של הבדיקה.
- יכולת הרחבה: תואמת לפלטפורמות micro-CT, מה שמאפשר הדמיה הניתנת לשחזור בין מעבדות ואתרי מחקר.
מחקר תרגומי ופרה-קליני
- רלוונטיות למחלה: מדמה אנגיוגנזה פיזיולוגית ופתולוגית באיסכמיה של הגפה התחתונה, ובכך תומך בהתאמה של ביומרקרים תרגומיים.
- המשכיות פרה-קלינית: מגשר בין ממצאי גילוי לאימות פרה-קליני על ידי מתן אפשרות להערכה וסקולרית לאורכית.
- החלטות מותאמות סיכון: מספק מידע לקריטריוני המשך או עצירה (go/no-go) באמצעות ויזואליזציה של פגמים וסקולריים ומנגנוני פיצוי המשפיעים על יעילות התרופה.
שילוב תהליכי עבודה וצינור עיבוד
השיטה משתלבת ברצף שבין הגילוי לשלב הפרה-קליני, ובמיוחד בשלבי תיקוף המטרה ואופטימיזציה של מולקולות מובילות, שבהם פנוטיפים וסקולריים מהווים מדדים קריטיים.
- ביולוגיה של הגילוי: תומך בבדיקת היפותזות של מסלולי אנגיוגנזה ושל שלמות כלי הדם במודלים של מחלות.
- סריקה: מאפשר יצירת מודלים של כלי דם המוכנים לבדיקה, עם פלטי דימוג כמותיים הניתנים לשחזור לצורך הערכת תרכובות.
- אנליטיקה: מספק מדדים מבניים ומדדי פרפוזיה המאפשרים ניתוח השוואתי בין תנאים ניסויים שונים.
- מחקר תרגומי: מקשר בין ממצאים מולקולריים לתוצאות בכלי הדם במודלים פרה-קליניים, ובכך תומך בהערכת יעילות המקושרת לסממנים ביולוגיים.
- שימוש חוזר ארגוני: מקים פלטפורמת דימוג רב-פעמית לאפנוטיפ של כלי דם במספר תחומים טיפוליים.
השפעה תפעולית וארגונית
- ערך מדעי: מגביר את הביטחון החזוי באישור המטרה על ידי הפחתת העמימות המכניסטית בתגובות כלי דם.
- ערך תפעולי: משפר את השחזוריות והסטנדרטיזציה באמצעות פרוטוקולי פרפוזיה והדמיה סטנדרטיים.
- ערך אסטרטגי: משפר את יעילות ההון על ידי אפשור זיהוי מוקדם של ליקויים בכלי דם והפחתת נשירה בשלבים מאוחרים.
- השפעה על הפורטפוליו: מקל על קבלת החלטאות קידום מותאמות סיכון המבוססות על נתונים כמותיים של מורפולוגיה ופרפוזיה של כלי דם.
שיקולי יישום
- דורש מומחיות בפרפוזיה וסקולרית מיקרו-כירורגית ובטיפול בחומרי ניגוד.
- תלוי בתשתית דימות micro-CT וביכולות להכנת חומר ניגוד.
- מחייב סטנדרטיזציה בין צוותים של לחץ הפרפוזיה, תזמון ודילול חומר הניגוד לצורך השגת תוצאות הניתנות לשחזור.
- התאמה למערכות מודל שונות עשויה לדרוש התאמות בטכניקת הקניולציה ובפרמטרי הפרפוזיה.
- מגבלות מעשיות כוללות רגישות לבועות אוויר, פרפוזיה חלקית וערבוב לא מלא של חומר הניגוד, אשר עלולים לפגוע באיכות הוויזואליזציה.
