Onderzoekers hebben aangetoond dat het mogelijk is om weefsel van kleine dieren tot op enkele honderden micrometers duidelijk in beeld te brengen met behulp van multi-probe imaging, zo meldt een recent onderzoek in Scientific Reports .

Deze techniek zou nuttig kunnen zijn op verschillende gebieden van medisch onderzoek, omdat het onderzoekers in staat stelt de microstructuur van weefsels van kleine dieren te observeren en de lokalisatie en interactie van meerdere moleculen, zoals microscopisch kleine metastatische laesies van kankercellen, te verduidelijken.

Single-photon emissie tomografie (SPECT) wordt momenteel gebruikt voor moleculaire beeldvorming bij zowel dieren als mensen. De technologie wordt echter geconfronteerd met verschillende beperkingen, waaronder een relatief lage ruimtelijke resolutie en uitdagingen die gepaard gaan met het gelijktijdige gebruik van meerdere sondes.

Een team van onderzoekers, onder leiding van Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe (Kavli IPMU), projectassistent-professoren en het National Cancer Center Center for Advanced Biomedical Research and Development (NCCER), gastonderzoeker Atsushi Yagishita en Shin'ichiro Takeda, en waarbij onderzoekers van Kavli IPMU, NCCER en Keio University hebben deze problemen opgelost met behulp van een SPECT-systeem uitgerust met een cadmiumtelluride (CdTe) halfgeleiderdetector die eerder werd gebruikt voor ruimtewaarnemingen.

De ontwikkeling van dit apparaat werd geïnitieerd door emeritus hoogleraar Hirotaka Sugawara van de High Energy Accelerator Research Organization, Kavli IPMU's speciaal aangestelde assistent-professor Shin'ichiro Takeda en Tadashi Orita, en anderen tijdens hun ambtsperiode aan het Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University (OIST). Daar slaagden ze er, door toepassing van de spectrale analysemethoden die gebruikt werden bij de analyse van astronomische waarnemingsgegevens, in om beelden met een hoge ruimtelijke resolutie te verkrijgen voor elk van de meerdere radioactieve nuclidensondes die tegelijkertijd werden gebruikt (Takeda et al., IEEE TRPMS 2023).

Met behulp van het apparaat voerden de onderzoekers deze keer SPECT-beeldvorming uit van submillimeter zeolietbollen geabsorbeerd met ¹²⁵ Ik- en heb vervolgens ¹²⁵ in beeld gebracht Ik verzamelde sferoïden, cellen die aggregeren tot een bolachtige vorm, die binnen een uur 200-400 μm groot waren. Ze hebben met succes duidelijke en kwantitatieve beelden vastgelegd. Bovendien onthulde hun fantoombeeldvorming met dubbele radionucliden een duidelijk beeld van de submillimeterbol geabsorbeerd door ¹²⁵ Ik werd ondergedompeld in een 99mTc-pertechnetaatoplossing en zorgde voor een eerlijke kwantificering van elke radionuclide.

Vervolgens voerde het team in vivo beeldvorming uit op een kankerdragende muis met micro-metastasen in de lymfeklieren met behulp van dubbele tracers. De resultaten toonden ⁹⁹ dubbele tracerbeelden van het lymfekanaal mTc-fytinezuur en de submillimeter metastatische laesie met ¹²⁵ I-, weergegeven in lijn met het immunofluorescentiebeeld.

De onderzoekers zeggen dat hun methode voordelen kan opleveren voor biologisch onderzoek, farmaceutisch onderzoek en medisch onderzoek.

Meer informatie: Atsushi Yagishita et al, Dual-radionuclide in vivo beeldvorming van micro-metastase en lymfekanaal met submillimeterresolutie, Wetenschappelijke rapporten (2023). DOI:10.1038/s41598-023-46907-1

Journaalinformatie: Wetenschappelijke rapporten

Geleverd door Kavli Instituut voor de Natuurkunde en Wiskunde van het Heelal (Kavli IPMU)