Sistem de imagistică pentru animale mici in vivo

Imagistica la animale mici este un instrument valoros pentru investigarea noilor medicamente și validarea potențialului lor in vivo. CT și RMN sunt metode bune pentru imagistica anatomică și funcțională, dar nu pot fi utilizate în mod fiabil pentru imagistica moleculară, deoarece necesită doze de medicamente potențial active din punct de vedere farmacologic. Metodele optice de imagistică pot fi efectuate la nivel de trasor utilizând tehnici de bioluminiscență și imagistică fluorescentă, dar pot produce doar imagini plane care nu pot oferi date cantitative. Imagistica la animale mici cu PET și SPECT permite studiul neinvaziv al medicamentelor noi, precum și efectele acestora la animale pe perioade substanțiale de timp. Metodele sunt direct transferabile în clinică și oferă o modalitate rapidă și rentabilă de a dezvolta noi strategii terapeutice.

Imagistica la animale mici are multe avantaje semnificative: studii longitudinale la același animal, capacitatea de a vizualiza în mod neinvaziv modificări anatomice și fiziologice, niveluri multiple de contrast imagistic, capacitatea de a colecta un set complet de date tridimensionale și potențialul de fuzionare a imaginilor din mai multe modalități de imagistică.

Specialul despre imagistica animalelor mici prin PET de înaltă rezoluție prezintă fizica detectării camerelor de gaze și potențiala reapariție a sistemelor de detectare a gazelor pentru studiile pe animale mici la rezoluție de 1 mm, cu referințe adecvate la alte sisteme de imagistică pentru animale PET, inclusiv PET/CT și PET. /RMN. În timp ce animalele mai mari au fost studiate pe sisteme de imagistică umane, pentru animalele mici, cum ar fi șobolanii și șoarecii, sunt necesare dispozitive de imagistică dedicate cu rezoluții spațiale în intervalul de milimetri și mai mici. Tehnologia PET din acest capitol se bazează pe detectoare cu camere proporționale cu mai multe fire (MWPC). Vor fi discutate aspecte importante ale utilizării modelelor animale, iar aplicațiile specifice ale tehnicilor de imagistică a animalelor mici în diagnosticarea bolilor cardiovasculare, oncologice și neurologice sunt exemple valoroase.

Eforturile remarcabile care sunt făcute pe tehnologiile de imagistică moleculară demonstrează importanța potențială și gama de aplicații. Generarea de modele animale specifice bolii și dezvoltarea de sonde specifice țintei și reporteri codificați genetic sunt o altă componentă importantă. Ar trebui făcute îmbunătățiri continue ale instrumentelor, identificarea de noi ținte și gene și disponibilitatea sondelor imagistice îmbunătățite. Sondele imagistice multimodale ar trebui să ofere tranziții mai ușoare între studiile de laborator, inclusiv studiile pe animale mici și aplicațiile clinice. Aici, am revizuit strategiile de bază ale metodelor de imagistică in vivo neinvazive la animale mici pentru a introduce conceptul de imagistică moleculară.

Progresele recente în imagistica moleculară ne permit să vizualizăm atât procesele celulare, cât și subcelulare în cadrul subiecților vii la nivel molecular, precum și la nivel anatomic. Imagistica moleculară este imagistica genetică moleculară pentru vizualizarea proceselor celulare prin combinație de biologie moleculară și imagistica biomedicală. Această tehnică minunată oferă atenție cercetării nu numai în biologia celulară moleculară, ci și în domenii conexe. O îmbunătățire remarcabilă a imaginii moleculare a fost realizată în vizualizarea, caracterizarea și cuantificarea proceselor biologice prin integrarea multor domenii diferite, cum ar fi genetica, farmacologia, chimia, fizica, inginerie și medicină. În special, dezvoltarea sistemelor de vectori de eliberare controlată a genelor și de expresie a genelor promovează generarea de diferite tipuri de gene reporter pentru vizualizare, de exemplu, cloramfenicol acetiltransferaza, b-galactozidaza, luciferazele și proteinele fluorescente.

În mod convențional, o plasmidă recombinantă, care conține o genă țintă și o genă raportor, a fost utilizată pentru a monitoriza expresia genei țintă prin testarea expresiei genei reporter. Cu toate acestea, această metodă nu poate fi utilizată direct la animalele vii, deoarece intensitatea invariabilă a luminii din proteinele reporter nu a fost suficientă pentru a fi vizualizată la animale pentru imagistica neinvazivă. Sunt necesare strategii diferite pentru monitorizarea expresiei genelor in imagistica in vivo. Acumularea semnalului imagistic specific pentru amplificarea intensității acestuia face posibilă vizualizarea localizării, cuantificării și determinării repetitive a expresiei genelor imagistică neinvazivă in vivo. S-au încercat strategii mai eficiente pentru a depăși obstacolele pentru monitorizarea expresiei genelor in vivo prin recrutarea de metode din radio-farmaceutică și fizică. Compuși mici radiomarcați și sonde paramagnetice au fost dezvoltați pentru imagistica proteinelor specifice și a semnalelor magnetice, accelerând tehnologia imagistică moleculară neinvazivă.