Forskare har visat att det är möjligt att avbilda små djurvävnad tydligt till flera hundra mikrometer med hjälp av multi-probe imaging, rapporterar en nyligen genomförd studie i Scientific Reports .

Denna teknik kan vara användbar inom olika områden av medicinsk forskning eftersom den gör det möjligt för forskare att observera mikrostrukturen hos små djurvävnader och klargöra lokaliseringen och interaktionen mellan flera molekyler, såsom mikroskopiska metastaserande lesioner av cancerceller.

Single-photon emission tomography (SPECT) används för närvarande för molekylär avbildning hos både djur och människor. Tekniken står dock inför flera begränsningar, inklusive relativt låg rumslig upplösning och utmaningar förknippade med samtidig användning av flera sonder.

Ett team av forskare, under ledning av Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe (Kavli IPMU) Project Assistant Professors och National Cancer Center Center for Advanced Biomedical Research and Development (NCCER) gästforskare Atsushi Yagishita och Shin'ichiro Takeda, och involverar forskare från Kavli IPMU, NCCER och Keio University, löste dessa problem med ett SPECT-system utrustat med en kadmiumtellurid (CdTe) halvledardetektor som tidigare användes för rymdobservationer.

Denna enhet initierades i utvecklingen av högenergiacceleratorforskningsorganisationen professor emeritus Hirotaka Sugawara, Kavli IPMU:s speciellt utsedda assisterande professor Shin'ichiro Takeda och Tadashi Orita, och andra under deras tjänstgöring vid Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University (OIST). Där, genom att tillämpa de spektralanalysmetoder som används i analysen av astronomiska observationsdata, lyckades de få bilder med hög rumslig upplösning för var och en av de multipla radioaktiva nuklidsonderna som användes samtidigt (Takeda et al., IEEE TRPMS 2023).

Med hjälp av enheten utförde forskarna denna gång SPECT-avbildning av submillimeter zeolitsfärer absorberade med ¹²⁵ I- och sedan avbildad ¹²⁵ I-ackumulerade sfäroider, celler som aggregerar för att bilda en sfärliknande form, som var 200–400 μm stora inom en timme. De lyckades fånga tydliga och kvantitativa bilder. Dessutom avslöjade deras fantomavbildning med dubbla radionuklider en distinkt bild av submillimetersfären absorberad med ¹²⁵ I- nedsänkt i en 99mTc-perteknetatlösning och gav en rättvis kvantifiering av varje radionuklid.

Sedan utförde teamet in vivo-avbildning på en cancerbärande mus med mikrometastaser från lymfkörteln med hjälp av dubbla spårämnen. Resultaten visade dubbla spårbilder av lymfvägarna med ⁹⁹ mTc-fytinsyra och submillimeter metastaserande lesion med ¹²⁵ I-, visat sig vara i linje med immunfluorescensbilden.

Forskarna säger att deras metod kan ge fördelar för biologisk forskning, läkemedelsforskning och medicinsk forskning.

Mer information: Atsushi Yagishita et al, Dual-radionuclid in vivo imaging av mikrometastaser och lymfvägar med submillimeter upplösning, Scientific Reports (2023). DOI:10.1038/s41598-023-46907-1

Journalinformation: Vetenskapliga rapporter

Tillhandahålls av Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe (Kavli IPMU)