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Sep 15, 2023

A Microperfusão e In

Relatórios Científicos volume 5,

Scientific Reports volume 5, Número do artigo: 18095 (2015) Citar este artigo

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Detalhes das métricas

Os espectrômetros agora oferecem as intensidades de campo necessárias para visualizar células de mamíferos, mas não foram projetados para acomodar imagens de tecidos vivos. Como tal, os espectrômetros representam desafios significativos - o mais evidente dos quais são as limitações espaciais - para a realização de experimentos em tecidos vivos. Essa limitação torna-se problemática ao tentar empregar equipamento de perfusão comercial que é volumoso e, sendo projetado quase exclusivamente para estudos de microscopia de luz ou eletrofisiologia, raramente inclui compatibilidade com RM como um critério de projeto. Para superar problemas exclusivos de ambientes de campo magnético ultra-alto com acesso espacial limitado, projetamos sistemas de microperfusão e oxigenação interna capazes de interagir com a série de micro bobinas de superfície de Bruker. Esses dispositivos são projetados para oferecer suporte a imagens de resolução celular em estudos de RM de tecido vivo excisado. O sistema combinado permite o controle preciso dos níveis de gás dissolvido e pH no perfusato, demonstrando assim a aplicabilidade para uma ampla gama de tipos de tecidos. Sua compacidade, arquitetura linear e conteúdo de material compatível com MR são os principais recursos de design destinados a fornecer uma interface de hardware versátil compatível com qualquer espectrômetro de NMR. Tais atributos garantirão a utilidade contínua do equipamento de microperfusão, pois ele pode ser usado com uma infinidade de sistemas de NMR contemporâneos, além daqueles que estão atualmente em desenvolvimento.

Existe um fenômeno clínico bem descrito e estabelecido que correlaciona o aumento da eficácia do tratamento da doença com a diminuição do intervalo de tempo entre o início da doença e a aplicação do tratamento1,2,3. Infelizmente, a maioria dos diagnósticos contemporâneos depende do relato do próprio paciente sobre a sintomatologia da doença antes que os médicos façam o diagnóstico e o tratamento. Isso muitas vezes permite períodos de tempo severamente prolongados de desenvolvimento de doença assintomática antes de os pacientes receberem os tratamentos necessários.

Embora os ensaios de biomarcadores prometam fornecer ferramentas de triagem extremamente sensíveis, capazes de detecção precoce de doenças, encurtando assim o intervalo de tempo entre o início e o tratamento, essas ferramentas geralmente oferecem pouca informação sobre as características espaciais da patologia do tecido dentro do organismo vivo. Informações precisas sobre as características espaciais do tecido doente não são triviais no caso do atendimento ao paciente, pois os médicos devem ser capazes de distinguir entre tecidos saudáveis ​​e não saudáveis ​​para uma variedade de aplicações, incluindo confirmação diagnóstica, monitoramento pós-tratamento da doença e planejamento cirúrgico para excisão tumoral4 . Alternativamente, os métodos de diagnóstico que podem oferecer informações espaciais específicas do tecido - como a marcação molecular após a biópsia do tecido - são muitas vezes muito limitados no escopo de seus dados espaciais, inacessíveis a medidas repetidas ou ao investigar certos tecidos e muitas vezes resultam em infecções secundárias que complicar ou impedir a recuperação5. Nos últimos anos, ocorreu um ressurgimento de infecções secundárias, especialmente no caso de biópsia de próstata, presumivelmente devido a um declínio contínuo na eficácia dos antibióticos pós-operatórios6,7.

Claramente, os métodos de imagem clínica devem se desenvolver em conjunto com as melhorias feitas nos métodos moleculares de detecção de doenças, se quisermos realizar todo o potencial de qualquer uma das metodologias para melhorar a saúde do paciente. A identificação das características de RM de tecidos saudáveis ​​e doentes no nível celular fornecerá informações sobre como essas condições de doença em estágio inicial - geralmente assintomáticas - afetam o sinal de RM e as características de contraste. Assim, enquanto a microestrutura do tecido atualmente é - e pode permanecer - inacessível à observação direta na clínica, possuir uma compreensão completa de como estados de doença específicos afetam os parâmetros de contraste de RM no microambiente levará a uma compreensão de como as alterações patológicas que ocorrem no nível microscópico se apresentam em exames clínicos. Esses dados de resolução celular (<10 μm isotrópicos) devem ser coletados usando equipamento de imagem de campo ultra-alto, pois esses são os únicos sistemas capazes de quantificar os parâmetros de contraste de RM na escala física relevante. Portanto, há uma necessidade atual de sistemas de imagem de RM capazes de resolver a arquitetura celular de mamíferos para uso em estudos de caracterização de tecidos saudáveis ​​e doentes.