(Johns Hopkins Medizin) Blutgefäße sind für das gesunde Funktionieren des Körpers sehr wichtig, und Forscher und Gesundheitsexperten müssen so viel wie möglich darüber wissen, wohin diese winzigen Transportkanäle führen.
Abhilfe soll eine neu entwickelte 3D-Visualisierungstechnik schaffen. Es heißt VascuViz und verwendet eine schnell aushärtende Polymermischung, die Blutgefäße füllt und sie für eine Vielzahl von Scantechnologien sichtbar macht, während sie sich durch Gewebe und Organe bewegen.
Bisherige Tests mit Labormäusen deuten darauf hin, dass es in verschiedenen Maßstäben funktioniert – von den größten Arterien bis hin zu den kleinsten Kapillaren – und dazu verwendet werden kann, Details anzuzeigen, die sonst mit herkömmlichen Techniken übersehen würden, und so unser Verständnis der Funktionsweise von Geweben zu verbessern.
„Anstatt eine Näherung zu verwenden, können wir jetzt Merkmale wie den Blutfluss in tatsächlichen Blutgefäßen präziser abschätzen und sie mit ergänzenden Informationen wie der Zelldichte kombinieren.“ sagt Maschinenbauingenieur Akanksha Bhargava , von der Johns Hopkins University School of Medicine in Maryland.
Die von VascuViz durchgeführten Messungen können dann in Computersimulationen des Blutflusses eingegeben werden, unter anderem Krebs Modelle, um herauszufinden, wie das Blut fließt – etwas, das wichtig ist, um zu verstehen, wie Krankheiten funktionieren und möglicherweise fortschreiten.
Was die neue Technik so nützlich macht, ist, dass sie einen All-in-One-Ansatz bietet und Ergebnisse und einen Detaillierungsgrad liefert, für dessen Erreichung normalerweise mehrere Scans und verschiedene Methoden erforderlich wären.
Bestehende bildgebende Verfahren wie z Magnetresonanztomographie ( MRT ), Computertomographie (CT) und Mikroskopie Alle haben ihre Aufgabe bei der Untersuchung von Blutgefäßen im Labor, aber sie arbeiten nicht besonders gut zusammen und müssen separat durchgeführt werden.
„Wenn Sie Daten über Blutgefäße in einem bestimmten Gewebe sammeln und sie mit dem gesamten umgebenden Kontext wie der Struktur und den dort wachsenden Zelltypen kombinieren möchten, müssen Sie das Gewebe normalerweise mehrmals neu beschriften, mehrere Bilder aufnehmen und zerlegen die ergänzenden Informationen zusammenfassen,‘ sagt Arvind Pathak , außerordentlicher Professor für Radiologie und Onkologie an der Johns Hopkins University School of Medicine.
„Dies kann ein teurer und zeitaufwändiger Prozess sein, bei dem die Gefahr besteht, dass die Architektur des Gewebes zerstört wird, wodurch unsere Fähigkeit beeinträchtigt wird, die kombinierten Informationen auf neuartige Weise zu nutzen.“
Die VascuViz-Technik verwendet eine Kombination von Bildgebungsmitteln: BriteVu (verwendet bei CT-Scans) und Galalbumin-Rhodamin (verwendet bei MRT-Scans). Was dann entsteht, ist ein wunderbar detailliertes, dreidimensionales Modell der Blutgefäßposition.
Während VascuViz bisher nur an Mäusen getestet wurde, dürfte es auch beim Menschen erfolgreich funktionieren – und die dafür erforderlichen Elemente sind bereits vorhanden und erschwinglich.
Krebstumoren, Beinmuskeln, das Gehirn, Nierengewebe und das Kreislaufsystem könnten alle mit VascuViz abgebildet werden, sagt das Team hinter dem Projekt, und noch viel mehr. Man sieht, welches Potenzial dieser neue Ansatz hat.
„Wir hoffen, dass diese Fortschritte in der präklinischen Gefäßbildgebung in Verbindung mit den hier vorgestellten neuen Visualisierungsansätzen neue Perspektiven für die bildbasierte Systembiologie des Gefäßsystems eröffnen und zur Beantwortung wichtiger Fragen im breiteren Bereich der Mikrozirkulation und ihrer Rolle beitragen werden.“ in Gesundheit und Krankheit,' schreibt das Team .
Die Forschung wurde veröffentlicht in Naturmethoden .