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    Desarrollo de una técnica de imagen molecular de tejidos utilizando múltiples sondas a cientos de micras
    Un diagrama esquemático de los experimentos con animales realizados en este estudio. (Cuadro superior izquierdo) Las imágenes SPECT se realizaron cuatro semanas después de que se implantaran células cancerosas 4T1-mNIS en la almohadilla del pie. Los círculos discontinuos rojos indican el campo de visión de SPECT. El trazador de canales y ganglios linfáticos, 99mTc-fitato, se administró tópicamente en la almohadilla del pie, y el trazador tumoral 125I-NaI se administró por vía intravenosa. (Cuadro inferior) La imagen de la izquierda muestra una imagen SPECT/CT del ganglio linfático y sus alrededores. Los fotones de 125I (25-30 keV) están coloreados en rojo y los de 99mTc (138-142 keV) están coloreados en verde. La imagen de la derecha muestra una imagen de proyección SPECT. La estructura tubular verde de 99mTc-fitato indica vasos linfáticos, y las pequeñas manchas rojas (125I-NaI) en los vasos linfáticos indican tumores metastásicos. (Cuadro superior derecho) Una imagen de inmunofluorescencia muestra un tumor metastásico positivo para NIS (amarillo) de menos de 1 mm de tamaño dentro del ganglio linfático. Esta ubicación es consistente con la ubicación del tumor que se muestra en la imagen SPECT/CT en la imagen inferior izquierda. Crédito:Yagishita et al.

    Los investigadores han demostrado que es posible obtener imágenes claras del tejido de animales pequeños a varios cientos de micrómetros utilizando imágenes con sondas múltiples, informa un estudio reciente en Scientific Reports. .



    Esta técnica podría resultar útil en diversos campos de la investigación médica porque permite a los investigadores observar la microestructura de tejidos de animales pequeños y aclarar la localización y la interacción de múltiples moléculas, como las lesiones metastásicas microscópicas de las células cancerosas.

    La tomografía por emisión de fotón único (SPECT) se utiliza actualmente para obtener imágenes moleculares tanto en animales como en humanos. Sin embargo, la tecnología enfrenta varias limitaciones, incluida una resolución espacial relativamente baja y desafíos asociados con el uso simultáneo de múltiples sondas.

    Un equipo de investigadores, dirigido por los profesores asistentes del proyecto del Instituto Kavli para la Física y las Matemáticas del Universo (Kavli IPMU) y el investigador visitante del Centro Nacional del Cáncer para la Investigación y el Desarrollo Biomédico Avanzado (NCCER), Atsushi Yagishita y Shin'ichiro Takeda, e involucrando Investigadores de Kavli IPMU, NCCER y la Universidad de Keio resolvieron estos problemas utilizando un sistema SPECT equipado con un detector semiconductor de telururo de cadmio (CdTe) que se usaba anteriormente para observaciones espaciales.

    El desarrollo de este dispositivo fue iniciado por el profesor emérito Hirotaka Sugawara de la Organización de Investigación de Aceleradores de Alta Energía, el profesor asistente especialmente designado de Kavli IPMU Shin'ichiro Takeda y Tadashi Orita, y otros durante su mandato en la Universidad de Graduados del Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa (OIST). Allí, aplicando los métodos de análisis espectral utilizados en el análisis de datos de observación astronómica, lograron obtener imágenes de alta resolución espacial para cada una de las múltiples sondas de nucleidos radiactivos utilizadas simultáneamente (Takeda et al., IEEE TRPMS 2023).

    Un diagrama esquemático de los experimentos con animales realizados en este estudio. (Cuadro superior izquierdo) Las imágenes SPECT se realizaron cuatro semanas después de que se implantaran células cancerosas 4T1-mNIS en la almohadilla del pie. Los círculos discontinuos rojos indican el campo de visión de SPECT. El trazador de canales y ganglios linfáticos, 99 mTc-fitato, se administró tópicamente en la almohadilla plantar, y el marcador tumoral 125 Se administró I-NaI por vía intravenosa. (Cuadro inferior) La imagen de la izquierda muestra una imagen SPECT/CT del ganglio linfático y sus alrededores. Fotones de 125 Los I (25-30 keV) están coloreados en rojo y los de 99 mTc (138-142 keV) están coloreados en verde. La imagen de la derecha muestra una imagen de proyección SPECT. La estructura tubular verde de 99 El fitato de mTc indica los vasos linfáticos y el pequeño rojo ( 125 I -NaI) las manchas en los vasos linfáticos indican tumores metastásicos. (Cuadro superior derecho) Una imagen de inmunofluorescencia muestra un tumor metastásico positivo para NIS (amarillo) de menos de 1 mm de tamaño dentro del ganglio linfático. Esta ubicación es consistente con la ubicación del tumor que se muestra en la imagen SPECT/CT en la imagen inferior izquierda. Crédito:Yagishita et al.

    Utilizando el dispositivo, esta vez los investigadores realizaron imágenes SPECT de esferas de zeolita submilimétricas absorbidas con 125 I- y posteriormente fotografiado 125 Esferoides acumulados, células que se agregan para formar una forma esférica, que tenían un tamaño de 200 a 400 μm en una hora. Captaron con éxito imágenes claras y cuantitativas. Además, su imagen fantasma de radionúclido dual reveló una imagen distinta de la esfera submilimétrica absorbida con 125 Me sumergí en una solución de pertecnetato de 99mTc y proporcioné una cuantificación justa de cada radionúclido.

    Luego, el equipo realizó imágenes in vivo en un ratón con cáncer y micrometástasis en los ganglios linfáticos utilizando trazadores duales. Los resultados mostraron imágenes de doble trazador del tracto linfático en 99 Ácido mTc-fítico y la lesión metastásica submilimétrica por 125 I-, que se muestra alineado con la imagen de inmunofluorescencia.

    Los investigadores dicen que su método podría proporcionar beneficios a la investigación biológica, farmacéutica y médica.

    Más información: Atsushi Yagishita et al, Imágenes in vivo con radionúclidos duales de micrometástasis y tracto linfático con resolución submilimétrica, Informes científicos (2023). DOI:10.1038/s41598-023-46907-1

    Información de la revista: Informes científicos

    Proporcionado por el Instituto Kavli de Física y Matemáticas del Universo (Kavli IPMU)




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