Visokotehnološka slika otkriva krv, protok kisika i metabolizam energije u bubrezima miša

Visokotehnološka slika otkriva krv, protok kisika i metabolizam energije u bubrezima miša

Akutna ozljeda bubrega ili akutno zatajenje bubrega mogu se iznenada pojaviti iz različitih uzroka, uključujući sepsu sistemske infekcije krvi, koja uzrokuje promjene u protoku kisika i metabolizmu u bubrezima. Istraživači na Tehničkom fakultetu McKelvey na Sveučilištu Washington u St.

Song Hu, izvanredni profesor biomedicinskog inženjerstva na McKelvey School of Engineering, i Mark D. Okusa, John C. Buchanan ugledni profesor medicine na Odjelu za nefrologiju i Centra za imunitet, upale i regenerativnu medicinu na Sveučilištu Virginia Health System vodio je tim koji je pomoću fotoakustičke mikroskopije slikao promjene u isporuci kisika u krvi i metabolizmu kisika u tkivu na mišjem modelu.

Tehnika, koja koristi kombinaciju svjetlosti i zvuka za snimanje slika visoke rezolucije na dubini od 200 mikrona, omogućila je istraživačima da kvantificiraju koncentraciju hemoglobina, zasićenost hemoglobina kisikom i protok krvi u malim peritubularnim kapilarama u bubrezima miševa sa sepsom , potencijalno opasna po život sistemska infekcija.

Sepsa uzrokuje višestruke promjene, uključujući upalu i poremećeni stanični metabolizam, što sve dovodi do promjena u mikro- i makrocirkulacijskom sustavu, poput smanjenog kisika u bubrežnim tkivima. Do danas istraživači nisu mogli zamisliti mehanizme nedostatka kisika na bubrezima zbog neadekvatnih postojećih tehnika snimanja. Hu i Okusin tim krenuli su u promjenu toga.

U istraživanju objavljenom u Kidney International Njihova tehnika snimanja fotoakustičnom mikroskopijom pokazala je da su 2. srpnja 2021. sepsa značajno smanjile nekoliko biomarkera, uključujući zasićenje hemoglobina kisikom u peritubularnim kapilarama, kao i razinu stanične energije ili ATP u bubregu. Zanimljivo je da je rano u toku nakon pokretanja sepse došlo do manjih promjena u protoku krvi u kapilarama i u kreatininu u plazmi, otpadnom proizvodu koji bubrezi uklanjaju iz tijela.

"Naša tehnologija prvi put pruža mikrovaskularno mapiranje kisika u krvi u bubrezima", rekao je Hu. "Omogućili smo istovremeno stjecanje višestrukih mikrovaskularnih parametara, uključujući koncentraciju hemoglobina, oksigenaciju krvi i protok krvi, što je prije bilo posebno teško dobiti."

Fotoakustička tehnika uspjela je zumirati peritubularne kapilare promjera manjeg od 10 mikrona ili 01 milimetara u mišjem bubregu, koji je sam velik samo oko 6 do 7 milimetara.

Dalje, tim planira koristiti ovu tehnologiju za proučavanje mehanizama bolesti bubrega na drugim životinjskim modelima.

"Iako se ovo ne može izravno primijeniti na ljude, omogućuje nam razumijevanje mehanizama bolesti", rekao je Hu. "Proučavanje odnosa između metaboličke disfunkcije kisika i akutne ozljede bubrega moglo bi dovesti do novih terapijskih ciljeva i poboljšanog razumijevanja kako preokrenuti ili smanjiti oštećenje bolesti."

Drugi dugoročni cilj tima je razviti duboko prodiruće tehnike fotoakustičke mikroskopije koje bi im omogućile da vide više milimetara ili čak centimetara u ljudski bubreg.

"To bi nam omogućilo izravnu primjenu ove tehnologije u kliničkom okruženju", rekao je Hu.