Nuevo enfoque de imágenes combina imágenes de RM, TC y microscopía óptica para crear impresionantes visualizaciones en 3D de vasos sanguíneos

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Los científicos han desarrollado un nuevo método para hacer visibles los vasos sanguíneos, desde las células más pequeñas hasta los órganos más grandes.

Investigadores de Johns Hopkins Medicine (Baltimore, MD, EUA) desarrollaron y probaron 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. 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.

Los investigadores utilizan muchos métodos de imágenes diferentes, como RM, TC 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 desde 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 tejido relacionados con menos tiempo y esfuerzo. El desarrollo de VascuViz es particularmente útil en la creación de visualizaciones computarizadas de cómo funcionan los sistemas biológicos complejos, como el sistema circulatorio, y es un sello distintivo del creciente campo de la biología de sistemas vasculares "basada en imágenes".

Para crear VascuViz, los investigadores probaron varias combinaciones de agentes de imágenes existentes y su idoneidad para diferentes métodos de imágenes. Después de múltiples iteraciones, descubrieron 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 macro 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 los componentes disponibles comercialmente, el equipo de investigación espera que los científicos lo adopten a nivel mundial para ayudar a arrojar nueva luz sobre diferentes enfermedades que involucran la vasculatura.

"Ahora, en lugar de usar una aproximación, podemos estimar con mayor precisión características como el flujo sanguíneo en los vasos sanguíneos reales y combinarlo con información complementaria, como la densidad celular", dijo Akanksha Bhargava, Ph.D., becaria postdoctoral en Pathak Lab dentro del Departamento de Radiología y Ciencias Radiológicas de la Facultad de Medicina de la Universidad Johns Hopkins.

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Johns Hopkins Medicine