Новая техника визуализации показывает кровеносные сосуды как никогда раньше

Кровеносные сосуды довольно важны для здорового функционирования организма, и исследователям и медикам необходимо знать как можно больше о том, куда ведут эти крошечные транспортные каналы.

В этом может помочь недавно разработанный метод 3D-визуализации. Она называется VascuViz и использует быстро застывающую полимерную смесь, которая заполняет кровеносные сосуды и делает их видимыми для широкого спектра сканирующих технологий, поскольку они перемещаются по тканям и органам.

Испытания на лабораторных мышах показали, что этот метод работает в различных масштабах - от крупнейших артерий до мельчайших капилляров - и может быть использован для демонстрации деталей, которые в противном случае были бы упущены обычными методами, улучшая наше понимание того, как работают ткани.

"Теперь, вместо того чтобы использовать приблизительные данные, мы можем более точно оценить такие характеристики, как кровоток в реальных кровеносных сосудах, и объединить их с дополнительной информацией, такой как плотность клеток", - говорит инженер-механик Аканша Бхаргава из Медицинской школы Университета Джона Хопкинса в Мэриленде.

Измерения, полученные с помощью VascuViz, можно затем ввести в компьютерные симуляции кровотока, включая модели рака, чтобы выяснить, как течет кровь - что очень важно для понимания того, как протекают и могут прогрессировать заболевания.

Что делает новую методику настолько полезной, так это то, что она предлагает подход "все в одном", обеспечивая результаты и уровень детализации, для достижения которых обычно требуется несколько сканирований и несколько различных методов.

Существующие методы визуализации, такие как магнитно-резонансная томография (МРТ), компьютерная томография (КТ) и микроскопия, играют свою роль в изучении кровеносных сосудов в лаборатории, но они не так хорошо работают вместе и должны проводиться отдельно.

"Обычно, если вы хотите собрать данные о кровеносных сосудах в данной ткани и объединить их со всем окружающим контекстом, таким как структура и типы растущих там клеток, вам приходится несколько раз перемаркировать ткань, получать множество изображений и собирать воедино дополнительную информацию", - говорит Арвинд Патхак, доцент кафедры радиологии и онкологии Медицинской школы Университета Джона Хопкинса.

"Это может быть дорогостоящий и длительный процесс, который может разрушить архитектуру ткани, что лишает нас возможности использовать объединенную информацию в новых целях".

В технике VascuViz используется комбинация агентов визуализации: BriteVu (используется в компьютерной томографии) и Galbumin-Rhodamine (используется в магнитно-резонансной томографии). В результате получается удивительно подробная трехмерная модель расположения кровеносных сосудов.

Хотя VascuViz пока был испытан только на мышах, он должен успешно работать и на людях, а необходимые для этого элементы уже созданы и имеют доступную цену.

Раковые опухоли, мышцы ног, мозг, ткани почек и кровеносная система - все это и многое другое может быть изображено с помощью VascuViz, утверждает команда, стоящая за проектом. Вы можете видеть, какой потенциал таит в себе этот новый подход.

"Мы надеемся, что эти достижения в доклинической визуализации сосудов в сочетании с представленными здесь новыми подходами к визуализации откроют новые горизонты для системной биологии сосудистой системы на основе изображений и помогут ответить на важные вопросы в более широкой области микроциркуляции и ее роли в здоровье и болезни", - пишет команда.

Исследование было опубликовано в журнале Nature Methods.