Hacer visible lo invisible: Obtener una «imagen» más clara de los vasos sanguíneos en la salud y la enfermedad
Una imagen fija de la demostración visual del resultado de la canalización de imágenes de VascuViz. Crédito: Johns Hopkins Medicine
Los investigadores de Johns Hopkins Medicine han desarrollado y probado un nuevo enfoque de imágenes que, según dicen, acelerará la investigación basada en imágenes en el laboratorio al permitir que los investigadores capturen imágenes de los vasos sanguíneos en diferentes escalas espaciales. Probado en tejidos de ratones, el método, denominado «VascuViz», incluye una mezcla de polímeros de fraguado rápido para llenar los vasos sanguíneos y hacerlos visibles en múltiples técnicas de imagen. El enfoque permite a los investigadores visualizar la estructura de la vasculatura de un tejido, que junto con modelos matemáticos detallados o imágenes complementarias de otros elementos del tejido pueden aclarar el papel complejo del flujo sanguíneo en la salud y la enfermedad, dicen los investigadores. Las imágenes combinadas de los vasos sanguíneos no solo deberían mejorar el estudio de la biología de las enfermedades que involucran anomalías en el flujo sanguíneo, como el cáncer y los accidentes cerebrovasculares, sino también mejorar nuestra comprensión de las estructuras y funciones de los tejidos en todo el cuerpo, dicen.
El informe se publicó el 10 de febrero en Nature Methods.
«Por lo general, si desea recopilar datos sobre los vasos sanguíneos en un tejido determinado y combinarlos con todo su contexto circundante, como la estructura y el tipos de células que crecen allí, hay que volver a etiquetar el tejido varias veces, adquirir múltiples imágenes y juntar la información complementaria», dice Arvind Pathak, Ph.D., profesor de radiología, ingeniería biomédica y eléctrica y miembro del Sidney Kimmel Comprehensive Cancer en la Facultad de Medicina de la Universidad Johns Hopkins. «Este puede ser un proceso costoso y lento que corre el riesgo de destruir la arquitectura del tejido, lo que impide nuestra capacidad de usar la información combinada de formas novedosas».
Los investigadores usan muchos métodos de imagen diferentes, como resonancia magnética, tomografía computarizada y microscopía para estudiar el papel de los vasos sanguíneos en el laboratorio. Estas imágenes son útiles para comprender la dinámica de cómo los tejidos desarrollan enfermedades o responden al tratamiento. Sin embargo, la integración de los datos disponibles en estas imágenes sigue siendo un desafío porque los agentes utilizados para hacer que un vaso sanguíneo sea visible para un método de imagen puede hacerlo invisible en otras herramientas. Esto limita la cantidad de datos que los investigadores pueden recopilar de una sola muestra.
VascuViz supera este problema al hacer que la estructura de las arterias más grandes a la microvasculatura más pequeña sea visible para una variedad de herramientas de imágenes, lo que permite a los investigadores desarrollar una comprensión de múltiples capas de los vasos sanguíneos y los componentes de los tejidos relacionados con menos tiempo y esfuerzo.
Crédito: Facultad de Medicina de la Universidad Johns Hopkins
El desarrollo de VascuViz es particularmente útil para crear visualizaciones computarizadas de cómo los sistemas biológicos complejos como el circulatorio, y es un sello distintivo del creciente campo de la biología de los sistemas vasculares «basada en imágenes».
«Ahora, en lugar de utilizar una aproximación, podemos estimar con mayor precisión características como el flujo sanguíneo en la sangre real». vasos y combinarlo con información complementaria, como la densidad celular», dice Akanksha Bhargava, Ph.D., becaria postdoctoral en el Laboratorio Pathak dentro del Departamento de Radiología y Ciencias Radiológicas ence en la Escuela de Medicina de la Universidad Johns Hopkins. Para hacer esto, las mediciones basadas en VascuViz se ingresan en simulaciones informáticas del flujo sanguíneo, como los modelos de cáncer que estudia Bhargava.
Para crear VascuViz, Bhargava probó varias combinaciones de agentes de imágenes existentes y su idoneidad para diferentes imágenes. métodos. Después de múltiples iteraciones, descubrió que un agente de contraste para TC llamado BriteVu y un agente de contraste para RM marcado con fluorescencia llamado Galbúmina-Rodamina podían combinarse para crear un compuesto que hace que la macrovasculatura y la microvasculatura sean visibles simultáneamente cuando se obtienen imágenes con RM, TC y técnicas de imágenes ópticas. sin interferencias.
Con el compuesto trabajando en tubos de ensayo, los investigadores lo probaron en una variedad de tejidos de ratón, perfundiéndolo a través del sistema vascular de modelos de cáncer de mama, músculos de las piernas, cerebro y tejidos renales. Las imágenes resultantes de los tejidos adquiridas con resonancia magnética, tomografía computarizada y microscopía óptica se combinaron para crear impresionantes visualizaciones en 3D de la vasculatura y los componentes asociados que comprenden este modelo de enfermedad y sistemas de órganos.
Debido a la asequibilidad de VascuViz y su disponibilidad comercial componentes, Pathak y su equipo esperan que los científicos lo adopten a nivel mundial para ayudar a arrojar nueva luz sobre diferentes enfermedades que involucran la vasculatura.
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La nueva combinación de agentes de contraste podría marcar el comienzo de una nueva era en la biología de los sistemas vasculares. biología de sistemas, Nature Methods (2022). DOI: 10.1038/s41592-021-01363-5 Información de la revista: Nature Methods
Proporcionado por la Facultad de Medicina de la Universidad Johns Hopkins Cita: Making the invisible visible: Getting una «imagen» más clara de los vasos sanguíneos en la salud y la enfermedad (28 de febrero de 2022) recuperada el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2022-02-invisible-visible-clearer-picture-blood.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.