Стабилизированное окно для прижизненной визуализации поджелудочной железы мышей
6 октября 2023 г.
Представлен протокол хирургической имплантации стабилизированного постоянного оптического окна для субклеточной визуализации поджелудочной железы мышей, позволяющий проводить серийные и лонгитюдные исследования здоровой и больной поджелудочной железы.
Используя прижизненную визуализацию высокого разрешения и усовершенствованный метод стабилизации поджелудочной железы, мы стремимся улучшить понимание физиологической динамики аденокарциномы поджелудочной железы, панкреатита и здоровой поджелудочной железы. Такой подход позволяет восполнить пробелы в патофизиологическом понимании, потенциально продвигая стратегии лечения этих состояний высокого риска. Прижизненная визуализация с одноклеточным разрешением пролила свет на физиологию и механизмы прогрессирования заболевания в различных тканях.
Тем не менее, поджелудочная железа представляет собой уникальную проблему из-за ее глубокого расположения, податливости и восприимчивости к артефактам движения, что препятствует эффективному доступу для наблюдения как при доброкачественных, так и при злокачественных состояниях. Наш метод SWIP улучшает стабилизацию поджелудочной железы мышей по сравнению с предыдущими окнами визуализации брюшной полости. Рамка с уникальным дизайном имеет выгравированные линии для использования микрокартографии, что обеспечивает последовательную релокализацию областей в течение нескольких сеансов визуализации.
Это облегчает измерение субклеточной динамики в течение нескольких дней, предоставляя ценную информацию. Протокол SWIP обеспечивает стабильную прижизненную визуализацию поджелудочной железы мышей в нормальном и болезненном состоянии с высоким разрешением. Это особенно полезно для длительной 3D- и 4D-визуализации, позволяя получить представление о клеточных взаимодействиях и механизмах заболевания.
Неоценимый для разгадки физиологии и патологии поджелудочной железы, этот метод визуализирует отдельные клетки и их контекст in vivo.
Просмотрите полный транскрипт и получите доступ к тысячам научных видео
Обзор
В данной статье представлен протокол хирургической имплантации стабилизированного постоянного оптического окна для получения изображений поджелудочной железы мыши с субклеточным разрешением. Этот метод позволяет проводить серийные и лонгитюдные исследования как здоровой поджелудочной железы, так и при различных патологических состояниях.
Основные компоненты исследования
Область науки
- Нейробиология
- Биология
- Методы визуализации
Введение
- Интравитальная визуализация высокого разрешения имеет решающее значение для понимания заболеваний поджелудочной железы.
- Наблюдение за поджелудочной железой затруднено из-за ее глубокого расположения и артефактов движения.
- Существующим методам не хватает эффективной стабилизации для проведения визуализации.
- Визуализация с одноклеточным разрешением применялась в различных тканях для изучения прогрессирования заболеваний.
Цель исследования
- Для более глубокого понимания аденокарциномы поджелудочной железы и панкреатита.
- Для восполнения пробелов в патофизиологическом понимании заболеваний поджелудочной железы.
- Для совершенствования стратегий лечения заболеваний поджелудочной железы с высоким риском.
Используемые методы
- Разработка стабилизированного имплантируемого оптического окна.
- Улучшенные методы стабилизации поджелудочной железы.
- Использование микрокартографии для точного повторного определения локализации области.
- Серии сеансов визуализации для мониторинга физиологической динамики.
Основные результаты
- Улучшенная стабилизация позволяет более эффективно визуализировать поджелудочную железу.
- Углубленное понимание физиологической динамики при заболеваниях поджелудочной железы.
- Облегчение проведения лонгитюдных исследований как здоровых состояний, так и патологий.
- Потенциальные достижения в стратегиях лечения заболеваний поджелудочной железы.
Выводы
- Метод SWIP значительно расширяет возможности визуализации.
- Он позволяет преодолеть прежние ограничения при наблюдении за патологическими состояниями поджелудочной железы.
- Данный подход может способствовать разработке более эффективных терапевтических стратегий лечения заболеваний поджелудочной железы.
Часто задаваемые вопросы
Практическая значимость для промышленности
Стабилизированная прижизненная визуализация поджелудочной железы мыши с использованием платформы SWIP устраняет критический барьер в высокоразрешающем наблюдении за динамикой заболеваний поджелудочной железы в режиме реального времени. Эта возможность позволяет напрямую визуализировать одноклеточные и субклеточные процессы как в здоровом, так и в патологическом состояниях, что способствует механистическому снижению рисков и валидации мишеней на ранних этапах поиска. Данный подход особенно актуален для понимания метастатического прогрессирования при аденокарциноме поджелудочной железы, которая является основным фактором клинических неудач и сокращения портфеля препаратов.
Стратегическое применение в биофармацевтических исследованиях и разработках
Ранний поиск и валидация мишени
- Позволяет напрямую исследовать клеточные и субклеточные механизмы, лежащие в основе прогрессирования заболеваний поджелудочной железы.
- Обеспечивает функциональную валидацию мишеней путем визуализации миграции и взаимодействия клеток in vivo.
- Способствует снижению механистических рисков за счет возможности лонгитюдного наблюдения за трансформацией заболевания и ответом на воздействие.
Скрининг и разработка метода анализа
- Обеспечивает валидированную платформу in vivo для количественного измерения динамики клеток и тканей.
- Позволяет проводить воспроизводимую серийную визуализацию определенных областей, что способствует стандартизации анализа и сопоставимости результатов между различными исследованиями.
- Предоставляет изображения высокого разрешения со стабилизацией движения, пригодные для последующего количественного анализа и подготовки к скринингу.
Трансляционные и доклинические исследования
- Приводит доклинические модели в соответствие с клеточными механизмами, характерными для заболевания, такими как миграция и метастазирование опухолевых клеток.
- Обеспечивает непрерывность процесса от этапа открытия до доклинической валидации, позволяя проводить многократную нетерминальную визуализацию одного и того же животного.
- Дает трансляционные представления о динамических биомаркерах и клеточных ответах in situ.
Интеграция конвейеров и рабочих процессов
Рабочий процесс визуализации с использованием SWIP связывает этапы раннего поиска, валидации мишеней и доклинических исследований, предоставляя стабильную количественную платформу для изучения механизмов in vivo.
- Исследовательская биология: способствует проверке гипотез и уточнению сигнальных путей, обеспечивая наблюдение за механизмами заболевания в режиме реального времени.
- Скрининг: обеспечивает воспроизводимые количественные результаты визуализации для разработки анализов и оценки соединений.
- Аналитика: предоставляет высококонтентные лонгитюдные наборы данных для статистического сравнения клеточной динамики при различных условиях.
- Трансляционные исследования: облегчает согласование доклинических моделей с процессами заболеваний человека посредством динамического наблюдения за биомаркерами.
- Повторное корпоративное использование: создает универсальную платформу визуализации для различных исследований заболеваний поджелудочной железы и изучения механизмов их развития.
Операционный и корпоративный эффект
- Научная ценность: повышает прогностическую достоверность и снижает механистическую неопределенность в исследованиях заболеваний поджелудочной железы.
- Операционная ценность: стандартизирует рабочие процессы визуализации in vivo и повышает воспроизводимость исследований.
- Стратегическая ценность: улучшает процесс принятия решений о продолжении или прекращении разработки (go/no-go) и снижает биологические риски на поздних стадиях программ по изучению поджелудочной железы.
- Влияние на портфель: обеспечивает приоритезацию с учетом рисков и продвижение активов, направленных на механизмы заболеваний поджелудочной железы.
Особенности реализации
- Требуется опыт в области хирургической имплантации и методов прижизненной визуализации.
- Необходим доступ к микроскопии высокого разрешения и инфраструктуре анализа изображений.
- Требуется межкомандная стандартизация протоколов визуализации и анализа данных.
- Может потребоваться адаптация для различных моделей заболеваний или систем с генетически маркированными клетками.
- На протяжении всех сеансов визуализации необходимо тщательно контролировать минимизацию артефактов движения и жизнеспособность тканей.
