متعدد الوسائط التصوير النهج استناداً إلى التصوير المقطعي الجزيئية الصغيرة-الأشعة المقطعية والأسفار لتقييم طولية لتليف الرئة الناجمة عن بليوميسين في الفئران
أبريل 13, 2018
يصف لنا النقل المتعدد الوسائط غير الغازية التصوير النهج القائم على التصوير المقطعي الجزيئية الصغيرة-الأشعة المقطعية والأسفار لتقييم طولية من طراز تليف الرئة الماوس الناجم عن تقطير إعطاء مزدوجة من بليوميسين.
الهدف العام لهذه الدراسة على نموذج فأر يشبه IPF هو مراقبة تليف الرئة طوليا باستخدام تقنيات التصوير غير الغازية مثل FMT و micro-CT. يمكن أن تقدم هذه الطريقة التسلسل فيما يتعلق بهذه الأحداث الجزيئية المحددة التي تحدث في تليف الرئة. الميزة الرئيسية لهذه التقنيات هي أنه يمكن مراقبة التغيرات التشريحية لأحداث جزيئية معينة بشكل غير جراحي.
تمتد تطبيقات هذه التقنيات نحو علاج أمراض IPF لأن دمج FMT و micro-CT يمثل إمكانية دراسة تطور المرض وتقييم العلاج الجديد. ابدأ بوضع فأر مخدر على منصة التنبيب معلقة بقواطعه الموضوعة على السلك. قم بتشغيل منظار الحنجرة ، ثم خذ زوجا من الملقط غير الحاد وافتح الفم برفق.
ضع شفرة منظار الحنجرة باتجاه الجزء الخلفي من الفم حتى يتم تصور فتحة القصبة الهوائية. استخدم اليد الأخرى لإدخال أنبوب التوصيل المتصل بنهاية أنبوب PE في القصبة الهوائية. قم بتدوير الصمام ثلاثي الاتجاهات لتوصيل 50 ميكرولتر من البليومايسين.
بعد التثبيت ، قم بإزالة الأنبوب بسرعة من القصبة الهوائية لمنع الاختناق. امسك الفئران في وضع مستقيم لبضع ثوان. لحقن المسبار ، خذ الماوس من الذيل واتركه يمسك بغطاء القفص.
ثم أمسك الكتفين وامسك بالماوس من القفص. اغمر الذيل في دورق من الماء الدافئ لإحداث انتفاخ الأوردة لتسهيل الرؤية وإدخال الإبرة. ابحث عن الوريدين الذيليين على جانبي الذيل ، وليس الشريان الموجود على الجانب السفلي من الذيل.
أدخل الإبرة المقاسة 26 من حقنة MMP المحملة بسعة 1 مليلتر في الوريد وحقن محلول مسبار MMP بمعدل 10 ملليلتر لكل كيلوغرام من وزن الجسم. للبدء في تهيئة برنامج الحصول على التاريخ وفتح دراسة جديدة في قاعدة البيانات للتجربة. قبل البدء في التصوير ، انقل الفأر المحلوق والمخدر إلى منتصف كاسيت التصوير.
حافظ على الماوس مسطحا وآمنا ومضغوطا برفق على نافذتي علبة التصوير. ثم في نافذة المسح الضوئي للبرنامج ، انقر فوق الموضوع "ثم معاينته لرؤية الصورة الحية. ارسم منطقة المسح كبيرة بما فيه الكفاية بحيث يتم التقاط الأنسجة المحيطة بالمنطقة المتوقعة من الفلورة.
بمجرد سحب عائد الاستثمار ، انقر فوق إضافة إلى قائمة انتظار إعادة الإعمار "ثم انقر فوق مسح" لتصوير الماوس. عند اكتمال الحصول على الصورة، قم بإزالة الماوس من علبة التصوير وضعه مرة أخرى في القفص المنزلي. قم بتحديد كمية البيكومول الفلورية باستخدام أداة ROY وتقليل عائد الاستثمار حوالي 700 إلى 800 ملليمتر مكعب على الإشارة القادمة من منطقة الرئة.
كرر التصوير كل سبعة أيام أو حسب الحاجة. للتصوير بواسطة التصوير المقطعي المحوسب الدقيق، قم أولا بتشغيل التصوير المقطعي المحوسب الصغير بالضغط على زر الطاقة الأخضر وقم بتشغيل البرنامج لتسخين مصدر الأشعة السينية. قم بإنشاء قاعدة البيانات بالنقر فوق قاعدة بيانات جديدة"، وقم ببناء المتصفح بناء على عدد الفئران في التجربة.
قبل بدء الفحص ، حدد معلمات الاكتساب في نافذة التحكم في البرنامج على النحو التالي. اضبط جهد أنبوب الأشعة السينية على 90 كيلو فولت ، وتيار أنبوب الأشعة السينية المقطعي المحوسب إلى 160 أنجستروم صغير ، وتيار أنبوب الأشعة السينية الحي إلى 80 أنجستروم صغير ، ومجال الرؤية إلى 36 ملم. حدد عدم وجود تقنية بوابات "ودقة عالية" وأربع دقائق لتقنية المسح.
بعد تخدير الفأر عن طريق استنشاق 3٪ من الأيزوفلوران ، ضعه على فراش الذي يتم إدخاله في التجويف الصغير مع مخروط الأنف الذي يوفر إمدادا ثابتا من التخدير. شل حركة الكفوف بشريط لاصق على السرير للسماح بكشف الصدر. على الجانب التالي ، أغلق باب الجهاز وقم بتشغيل الوضع المباشر لرؤية موضع الماوس في الوقت الفعلي بالضغط على زر الالتقاط.
حرك فراش لمحاذاة الصدر مع مجال الرؤية باستخدام الأزرار الموجودة على جهاز التصوير المقطعي المحوسب. بمجرد توسيط الماوس ، قم بتدوير الرافعة العملاقة لتأكيد وضع السرير الأمثل عن طريق تحديد 90 درجة والنقر فوق تعيين"ثم انقر فوق زر التصوير المقطعي المحوسب. انقر فوق نعم"للرسالة التي تعلم أنه سيتم تشغيل مصدر الأشعة السينية.
بعد التصوير ، ضع مرة أخرى في القفص وراقبها حتى تتعافى تماما من التخدير. كرر التصوير كل سبعة أيام أو حسب الحاجة. يكشف التلوين بثلاثي الألوان لماسون عن التشكل في أنسجة الرئة.
أظهرت صور المجموعة المعالجة بالبليومايسين نمطا واضحا من التليف بدءا من اليوم السابع بشكل أساسي ككتل ليفية مفردة وتطورت في اليوم 14 إلى تكتلات ملتقية من الكولاجين البديل وظلت دون تغيير حتى اليوم 21. سمح التصوير المصغر المتكرر بالتصوير المقطعي المحوسب بقياس وتجزئة الشعب الهوائية في فصوص الرئة التليفية. تم تقسيم المسالك الهوائية إلى جزء مركزي وبعيد.
الجزء البعيد من الشعب الهوائية هو السبيل الرئوي وينقسم إلى فصوص الرئة مثل الفص القحفي الأيمن ، والفص الأوسط الأيمن ، والفص الذيلي الأيمن ، والفص الإضافي الأيمن ، والرئة اليسرى. أظهر القياس الكمي لنصف قطر مجرى الهواء زيادة في نصف القطر في الفئران المعالجة بالبليومايسين مقارنة بالضوابط المالحة. تمثل كل نقطة متوسط الخطأ المعياري لمتوسط خمسة ليصبح المجموع 30 فأرا.
يوضح القياس الكمي الكلي للتليف الرئوي للفئران المعالجة بالمركبة أو البليومايسين في نقاط زمنية مختلفة أن معلمات التصوير المقطعي المحوسب الدقيقة هذه تتفق مع النتائج النسيجية. بمجرد إتقان هذه التقنية يمكن إجراؤها لفحص المخدرات بشكل روتيني. بعد تطويرها ، مهدت هذه التقنية الطريق للباحث في مجال مرض التليف الرئوي لاستكشاف كفاءات العلاج المتكرر في النماذج الحيوانية الشبيهة ب IPF.
اعرض النص الكامل واحصل على الوصول إلى آلاف الفيديوهات العلمية
النظرة العامة
تقدُّم هذه الدراسة مقاربة للتصوير متعدد الوسائط غير الغازية باستخدام التصوير المقطعي المجهري (Micro-CT) والتصوير المقطعي الجزيئي بالفلورسنت (FMT) لتقييم التليف الرئوي على المدى الطويل في نموذج الفئران. تسمح الطريقة بمراقبة التغيرات التشريحية والأحداث الجزيئية المحددة المرتبطة بالتليف الرئوي مع مرور الوقت.
مكونات الدراسة الرئيسية
مجال العلم
- علوم الأعصاب
- علم الأحياء
- التصوير الطبي
الخلفية
- التليف الرئوي هو مرض تقدمي يمكن نمذجته في الفئران.
- تتطلب تقنيات التصوير الحالية غالبًا إجراءات غزويّة.
- يمكن أن يعزز التصوير غير الغازي فهم تقدم المرض.
- يوفر الجمع بين FMT وMicro-CT نظرة شاملة للتغيرات الرئوية.
هدف الدراسة
- لمراقبة التليف الرئوي على المدى الطويل في نموذج فئران يشبه التليف الرئوي العصيّ.
- لتقييم فعالية تقنيات التصوير غير الغازية.
- لدراسة تطور التليف الرئوي وتقييم العلاجات الجديدة.
الطرق المستخدمة
- التصوير المقطعي المجهري (Micro-CT) لتقييم التشريح.
- التصوير المقطعي الجزيئي بالفلورسنت لتتبع الأحداث الجزيئية.
- التنبيب الرغامي المزدوج للبيوميسين للحث على التليف.
- مراقبة الفئران المهدأة أثناء إجراءات التصوير.
النتائج الرئيسية
- المراقبة غير الغازية الناجحة لتطور التليف الرئوي.
- تحديد الأحداث الجزيئية المحددة المرتبطة بالتليف.
- اثبات مزايا تقنيات التصوير المدمجة.
- التطبيقات المحتملة في تقييم العلاجات لـ IPF.
الاستنتاجات
- إن نهج التصوير متعدد الوسائط فعال لدراسة التليف الرئوي.
- يمكن أن توفر التقنيات غير الغازية رؤى حول آليات المرض.
- قد يسهل هذه الطريقة تطوير استراتيجيات علاجية جديدة.
الأسئلة الشائعة
Executive Industry Relevance
Non-invasive longitudinal imaging of lung fibrosis addresses a critical gap in preclinical IPF research by enabling repeated assessments without terminal procedures. This multimodal approach supports mechanistic de-risking by correlating molecular events with anatomical changes, improving predictive confidence in target validation. The method enhances translational continuity from discovery through preclinical evaluation, reducing late-stage biological risk in antifibrotic programs.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables interrogation of therapeutic hypotheses by tracking molecular events and anatomical progression in IPF-like models.
- Operational Value: Provides quantitative, reproducible readouts for pathway clarification and functional target validation.
- Strategic Value: Supports predictive confidence and portfolio triage through longitudinal disease severity monitoring.
Screening & Assay Development
- Scientific Value: Prepares validated biological systems for downstream workflows by establishing baseline fibrosis progression.
- Operational Value: Delivers standardized, quantitative imaging outputs suitable for assay reproducibility and scalability.
- Strategic Value: Enhances screening readiness by enabling reliable compound evaluation in longitudinal studies.
Translational & Preclinical Research
- Scientific Value: Aligns with disease relevance by modeling IPF pathogenesis through bleomycin-induced fibrosis.
- Operational Value: Ensures continuity from discovery through preclinical validation via repeated non-invasive imaging.
- Strategic Value: Informs risk-adjusted advancement decisions by providing longitudinal fibrosis quantification.
Pipeline & Workflow Integration
The method integrates into the discovery continuum from Early Discovery to Lead Identification and Preclinical work by enabling hypothesis testing, pathway clarification, and quantitative disease monitoring.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing and pathway clarification by linking molecular events to anatomical changes in lung fibrosis.
- Screening: Provides assay readiness through reproducible, quantitative imaging of fibrosis progression over time.
- Analytics: Generates measurable outputs such as airway radius and fluorescence quantification to compare experimental conditions.
- Translational Research: Connects to preclinical continuity by enabling longitudinal monitoring that mirrors clinical disease progression.
- Enterprise Reuse: Functions as a reusable imaging platform for antifibrotic therapy evaluation across multiple study cycles.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Predictive confidence, target validation, reduction of mechanistic ambiguity in fibrosis mechanisms.
- Operational Value: Standardization, reproducibility, and scalability of non-invasive imaging across timepoints.
- Strategic Value: Better go/no-go decisions, capital efficiency, and reduced late-stage biological risk in IPF programs.
- Portfolio Impact: Risk-adjusted prioritization and advancement decisions based on longitudinal fibrosis data.
Implementation Considerations
- Requires expertise in small animal imaging, anesthesia, and intravenous probe delivery.
- Depends on Micro-CT and FMT instrumentation with associated software for image acquisition and quantification.
- Necessitates cross-team standardization for consistent imaging protocols and data analysis.
- Involves adaptation considerations for different model systems and probe chemistries.
- Limited by the need for specialized equipment and operator training, as noted in the procedural workflow.
Biopharma FAQs
Chapters in this video
0:04
Title
0:56
Intratracheal Administration of Bleomycin
1:46
Probe Injection for Fluorescence Molecular Tomography
2:25
Fluorescence Molecular Tomography Imaging
3:45
In Vivo Imaging by Micro-CT
5:45
Results: Time-course and Quantification of Bleomycin-induced Lung Fibrosis
7:09
Conclusion
