Desenvolvimento de técnica de imagem molecular de tecidos usando múltiplas sondas de centenas de mícrons
Um diagrama esquemático dos experimentos com animais realizados neste estudo. (Caixa superior esquerda) A imagem SPECT foi realizada quatro semanas após as células cancerígenas 4T1-mNIS terem sido implantadas na almofada do pé. Os círculos tracejados vermelhos indicam o campo de visão do SPECT. O traçador para canais e linfonodos, 99mTc-fitato, foi administrado topicamente na planta do pé, e o traçador tumoral 125I -NaI foi administrado por via intravenosa. (Caixa inferior) A imagem da esquerda mostra uma imagem SPECT/CT do linfonodo e seu entorno. Os fótons de 125I (25-30 keV) são coloridos em vermelho e os de 99mTc (138-142 keV) são coloridos em verde. A imagem da direita mostra uma imagem de projeção SPECT. A estrutura tubular verde do fitato 99mTc indica vasos linfáticos, e as pequenas manchas vermelhas (125I -NaI) nos vasos linfáticos indicam tumores metastáticos. (Caixa superior direita) Uma imagem de imunofluorescência mostra um tumor metastático NIS-positivo (amarelo) com menos de 1 mm de tamanho dentro do linfonodo. Esta localização é consistente com a localização do tumor mostrada na imagem SPECT/CT na imagem inferior esquerda. Crédito:Yagishita et al. Pesquisadores demonstraram que é possível obter imagens nítidas de tecidos de pequenos animais até várias centenas de micrômetros usando imagens com múltiplas sondas, relata um estudo recente na Scientific Reports. .
Esta técnica pode ser útil em vários campos da pesquisa médica porque permite aos pesquisadores observar a microestrutura de tecidos de pequenos animais e esclarecer a localização e interação de múltiplas moléculas, como lesões metastáticas microscópicas de células cancerígenas.
A tomografia por emissão de fóton único (SPECT) é atualmente usada para imagens moleculares em animais e humanos. No entanto, a tecnologia enfrenta várias limitações, incluindo resolução espacial relativamente baixa e desafios associados ao uso simultâneo de múltiplas sondas.
Uma equipe de pesquisadores, liderada pelo Instituto Kavli de Física e Matemática do Universo (Kavli IPMU), professores assistentes do projeto e Centro Nacional do Câncer, Centro de Pesquisa e Desenvolvimento Biomédico Avançado (NCCER), pesquisador visitante Atsushi Yagishita e Shin'ichiro Takeda, e envolvendo pesquisadores do Kavli IPMU, NCCER e Keio University resolveram esses problemas usando um sistema SPECT equipado com um detector semicondutor de telureto de cádmio (CdTe) que foi usado anteriormente para observações espaciais.
Este dispositivo foi iniciado em desenvolvimento pelo Professor Emérito Hirotaka Sugawara da Organização de Pesquisa de Aceleradores de Alta Energia, pelo Professor Assistente Especialmente Nomeado do Kavli IPMU, Shin'ichiro Takeda e Tadashi Orita, e outros durante seu mandato na Universidade de Pós-Graduação do Instituto de Ciência e Tecnologia de Okinawa (OIST). Lá, ao aplicar os métodos de análise espectral utilizados na análise de dados de observação astronômica, eles conseguiram obter imagens de alta resolução espacial para cada uma das múltiplas sondas de nuclídeos radioativos usadas simultaneamente (Takeda et al., IEEE TRPMS 2023). Um diagrama esquemático dos experimentos com animais realizados neste estudo. (Caixa superior esquerda) A imagem SPECT foi realizada quatro semanas após as células cancerígenas 4T1-mNIS terem sido implantadas na almofada do pé. Os círculos tracejados em vermelho indicam o campo de visão do SPECT. O rastreador de canais e nódulos linfáticos,
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mTc-fitato, foi administrado topicamente na planta do pé, e o traçador tumoral
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I-NaI foi administrado por via intravenosa. (Caixa inferior) A imagem da esquerda mostra uma imagem SPECT/CT do linfonodo e seus arredores. Fótons de
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I (25-30 keV) são coloridos em vermelho e aqueles de
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mTc (138-142 keV) são coloridos em verde. A imagem da direita mostra uma imagem de projeção SPECT. A estrutura tubular verde de
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mTc-fitato indica vasos linfáticos, e o pequeno vermelho (
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Manchas I-NaI) nos vasos linfáticos indicam tumores metastáticos. (Caixa superior direita) Uma imagem de imunofluorescência mostra um tumor metastático NIS-positivo (amarelo) com menos de 1 mm de tamanho dentro do linfonodo. Esta localização é consistente com a localização do tumor mostrada na imagem SPECT/CT na imagem inferior esquerda. Crédito:Yagishita et al. Usando o dispositivo, os pesquisadores desta vez realizaram imagens SPECT de esferas submilimétricas de zeólita absorvidas com
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I- e posteriormente fotografado
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Esferóides acumulados em I, células que se agregam para formar uma forma esférica, que tinham 200–400 μm de tamanho em uma hora. Eles capturaram com sucesso imagens claras e quantitativas. Além disso, sua imagem fantasma de radionuclídeo duplo revelou uma imagem distinta da esfera submilimétrica absorvida com
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I- imerso em solução de pertecnetato 99mTc e proporcionou quantificação justa de cada radionuclídeo.
Em seguida, a equipe realizou imagens in vivo em um camundongo portador de câncer com micrometástase em linfonodos usando traçadores duplos. Os resultados exibiram imagens de traçador duplo do trato linfático por
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mTc-ácido fítico e a lesão metastática submilimétrica por
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I-, mostrado alinhado com a imagem de imunofluorescência.
Os pesquisadores dizem que seu método pode trazer benefícios para pesquisas biológicas, farmacêuticas e médicas.
Mais informações: Atsushi Yagishita et al, Imagem in vivo com radionuclídeos duplos de micrometástases e trato linfático com resolução submilimétrica, Relatórios Científicos (2023). DOI:10.1038/s41598-023-46907-1 Informações do diário: Relatórios Científicos
Fornecido pelo Instituto Kavli de Física e Matemática do Universo (Kavli IPMU)
