A csúcstechnológiás képalkotás során kiderül a vér, az oxigén áramlása, az energiacsere az egér veséjében

A csúcstechnológiás képalkotás során kiderül a vér, az oxigén áramlása, az energiacsere az egér veséjében

Akut vesekárosodás vagy akut veseelégtelenség hirtelen különböző okokból következhet be, beleértve a szisztémás vérfertőzés szepszist, amely megváltoztatja a vesék oxigénáramlását és anyagcseréjét. A St. Louis-i Washingtoni Egyetem és a Virginia Egyetem McKelvey Műszaki Iskolájának és a Virginia Egyetem kutatói nemrégiben kifejlesztettek egy csúcstechnológiás képalkotási technikát, amely lehetőséget kínál az akut és krónikus vesebetegségek diszfunkciójának tanulmányozására.

Song Hu, a McKelvey Mérnöki Iskola orvosbiológiai docense és Mark D. Okusa, a John C. Buchanan jeles orvosprofesszor a Virginia Egyetem Nefrológiai Osztályán, valamint az Immunitás, Gyulladás és Regeneratív Orvostudományi Központban A System vezetett egy csoportot, amely fotoakusztikus mikroszkóppal végezte el a vér oxigénellátásának változását és a szövetekben az oxigén anyagcseréjét egérmodellben.

A technika, amely fény és hang kombinációjával nagyfelbontású képeket készít 200 mikron mélységben, lehetővé tette a kutatók számára, hogy meghatározzák a szepszisben szenvedő egerek veséjének hemoglobin-koncentrációját, a hemoglobin oxigéntelítettségét és a vér áramlását apró peritubuláris kapillárisokban. , potenciálisan életveszélyes szisztémás fertőzés.

A szepszis többszörös változást okoz, beleértve a gyulladást és a sejtek anyagcseréjének megzavarását, amelyek mind a mikro- és a makrocirkulációs rendszer változásaihoz vezetnek, például a veseszövetek oxigénjének csökkenéséhez vezetnek. A kutatók a mai napig nem tudták elképzelni a vesék oxigénhiányának mechanizmusait a meglévő képalkotó technikák nem megfelelősége miatt. Hu és Okusa csapata ennek megváltoztatására vállalkozott.

Ben megjelent kutatásban Kidney International 2. július 2021-án fotoakusztikus mikroszkópos képalkotási technikájuk kimutatta, hogy a szepszis jelentősen csökkent számos biomarkert, beleértve a peritubuláris kapillárisokban a hemoglobin oxigéntelítettségét, valamint a vese sejtenergia-szintjét vagy ATP-jét. Érdekes, hogy a szepszis megkezdését követő korai szakaszban kisebb változások következtek be a véráramlásban a kapillárisokban és a plazma kreatininben, amely a testből a vesék által eltávolított salakanyag.

"A technológiánk először biztosítja a vér oxigénjének mikrovaszkuláris feltérképezését a vesékben" - mondta Hu. "Számos mikrovaszkuláris paraméter egyidejű megszerzését biztosítottuk, beleértve a hemoglobin-koncentrációt, a vér oxigénellátását és a véráramlást, amelyet korábban különösen nehéz volt megszerezni."

A fotoakusztikus technika képes volt nagyítani a 10 mikron átmérőnél kisebb, vagy 01 milliméternél kisebb peritubuláris kapillárisokat az egér veséjében, amely maga csak körülbelül 6–7 milliméter nagyságú.

Ezután a csapat ezt a technológiát tervezi a vesebetegség mechanizmusainak tanulmányozására más állatmodellekben.

"Bár ez nem alkalmazható közvetlenül az emberekre, ez lehetővé teszi számunkra a betegség mechanizmusainak megértését" - mondta Hu. "Az oxigén metabolikus diszfunkció és az akut vesekárosodás kapcsolatának tanulmányozása új terápiás célpontokhoz és jobb megértéshez vezethet a betegség károsodásának visszaszorításához vagy csökkentéséhez."

A csapat másik hosszú távú célja mélyen behatoló fotoakusztikus mikroszkópos technikák kifejlesztése, amelyek lehetővé teszik számukra, hogy több millimétert vagy akár centimétert is láthassanak az emberi vesében.

"Ez lehetővé tenné számunkra, hogy ezt a technológiát közvetlenül alkalmazzuk a klinikai körülmények között" - mondta Hu.