A Clearer “Picture” of Blood Vessels in Health and Disease
VascuViz इमेजिंग पाइपलाइन के परिणाम के दृश्य प्रदर्शन से अभी भी। क्रेडिट: जॉन्स हॉपकिन्स मेडिसिन
जॉन्स हॉपकिन्स मेडिसिन के शोधकर्ताओं ने एक नए इमेजिंग दृष्टिकोण का विकास और परीक्षण किया है, वे कहते हैं कि जांचकर्ताओं को विभिन्न स्थानिक पैमानों पर रक्त वाहिकाओं की छवियों को पकड़ने की अनुमति देकर प्रयोगशाला में इमेजिंग-आधारित अनुसंधान को गति देगा। माउस ऊतकों में परीक्षण किया गया, विधि, जिसे “वास्कुविज़” कहा जाता है, में रक्त वाहिकाओं को भरने और उन्हें कई इमेजिंग तकनीकों में दृश्यमान बनाने के लिए एक त्वरित-सेटिंग बहुलक मिश्रण शामिल है। शोधकर्ताओं का कहना है कि यह दृष्टिकोण शोधकर्ताओं को ऊतक के वास्कुलचर की संरचना की कल्पना करने में सक्षम बनाता है, जो विस्तृत गणितीय मॉडल या अन्य ऊतक तत्वों की पूरक छवियों के संयोजन में स्वास्थ्य और बीमारी में रक्त प्रवाह की जटिल भूमिका को स्पष्ट कर सकता है। वे कहते हैं कि रक्त वाहिकाओं की संयुक्त छवियों को न केवल उन रोगों के जीव विज्ञान के अध्ययन को बढ़ाना चाहिए, जिनमें रक्त प्रवाह में असामान्यताएं शामिल हैं, जैसे कि कैंसर और स्ट्रोक, बल्कि पूरे शरीर में ऊतकों की संरचनाओं और कार्यों की हमारी समझ को भी आगे बढ़ाते हैं, वे कहते हैं।
रिपोर्ट 10 फरवरी, 2022 को प्रकाशित हुई थी प्रकृति के तरीके.
“आमतौर पर, यदि आप किसी दिए गए ऊतक में रक्त वाहिकाओं पर डेटा एकत्र करना चाहते हैं और इसे अपने आसपास के सभी संदर्भों जैसे संरचना और वहां बढ़ने वाली कोशिकाओं के प्रकार के साथ जोड़ना चाहते हैं, तो आपको ऊतक को कई बार फिर से लेबल करना होगा, कई छवियां प्राप्त करना होगा और पूरक जानकारी को एक साथ जोड़ दें,” अरविंद पाठक, पीएचडी, रेडियोलॉजी, बायोमेडिकल और इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग के प्रोफेसर और जॉन्स हॉपकिन्स यूनिवर्सिटी स्कूल ऑफ मेडिसिन में सिडनी किमेल कॉम्प्रिहेंसिव कैंसर के सदस्य कहते हैं। “यह एक महंगी और समय लेने वाली प्रक्रिया हो सकती है जो ऊतक की वास्तुकला को नष्ट करने का जोखिम उठाती है, जो संयुक्त जानकारी को नए तरीकों से उपयोग करने की हमारी क्षमता को रोकती है।”
प्रयोगशाला में रक्त वाहिकाओं की भूमिका का अध्ययन करने के लिए शोधकर्ता कई अलग-अलग इमेजिंग विधियों का उपयोग करते हैं, जैसे एमआरआई, सीटी और माइक्रोस्कोपी। ये छवियां इस बात की गतिशीलता को समझने के लिए उपयोगी हैं कि ऊतक कैसे रोग विकसित करते हैं या उपचार के प्रति प्रतिक्रिया करते हैं। हालाँकि, इन छवियों में उपलब्ध डेटा को एकीकृत करना एक चुनौती बना हुआ है क्योंकि एक इमेजिंग विधि के लिए रक्त वाहिका को दृश्यमान बनाने के लिए उपयोग किए जाने वाले एजेंट इसे अन्य उपकरणों पर अदृश्य बना सकते हैं। यह शोधकर्ताओं द्वारा एक नमूने से एकत्र किए जा सकने वाले डेटा की मात्रा को सीमित करता है।
VascuViz विभिन्न प्रकार के इमेजिंग टूल्स के लिए दृश्यमान सबसे छोटी धमनियों की संरचना को सबसे बड़ी धमनियों की संरचना बनाकर इस समस्या पर विजय प्राप्त करता है, जो शोधकर्ताओं को कम समय और प्रयास के साथ रक्त वाहिकाओं और संबंधित ऊतक घटकों की बहुस्तरीय समझ विकसित करने की अनुमति देता है।
VascuViz का विकास विशेष रूप से कम्प्यूटरीकृत विज़ुअलाइज़ेशन बनाने में उपयोगी है कि कैसे जटिल जैविक प्रणाली जैसे संचार प्रणाली काम करती है, और “छवि-आधारित” संवहनी प्रणाली जीव विज्ञान के बढ़ते क्षेत्र की एक बानगी है।
“अब, एक सन्निकटन का उपयोग करने के बजाय, हम वास्तविक रक्त वाहिकाओं में रक्त प्रवाह जैसी सुविधाओं का अधिक सटीक अनुमान लगा सकते हैं और इसे पूरक जानकारी, जैसे कि सेल घनत्व के साथ जोड़ सकते हैं,” आकांक्षा भार्गव, पीएचडी, पोस्टडॉक्टरल फेलो, पाठक लैब कहते हैं। जॉन्स हॉपकिन्स यूनिवर्सिटी स्कूल ऑफ मेडिसिन में रेडियोलॉजी और रेडियोलॉजिकल साइंस विभाग के भीतर। ऐसा करने के लिए, VascuViz- आधारित माप रक्त प्रवाह के कंप्यूटर सिमुलेशन में दर्ज किए जाते हैं, जैसे कैंसर मॉडल भार्गव अध्ययन।
वास्कुविज़ बनाने के लिए, भार्गव ने मौजूदा इमेजिंग एजेंटों के कई संयोजनों और विभिन्न इमेजिंग विधियों के लिए उनकी उपयुक्तता का परीक्षण किया। कई पुनरावृत्तियों के बाद, उसने पाया कि BriteVu नामक एक CT कंट्रास्ट एजेंट और एक फ्लोरोसेंटली लेबल MRI कंट्रास्ट एजेंट जिसे Galbumin-Rhodamine कहा जाता है, को एक यौगिक बनाने के लिए जोड़ा जा सकता है जो MRI, CT और ऑप्टिकल इमेजिंग तकनीकों के साथ इमेजिंग करते समय मैक्रो- और माइक्रोवैस्कुलचर को एक साथ दृश्यमान बनाता है। हस्तक्षेप के बिना।
परीक्षण ट्यूबों में काम कर रहे यौगिक के साथ, शोधकर्ताओं ने स्तन कैंसर मॉडल, पैर की मांसपेशियों, मस्तिष्क और गुर्दे के ऊतकों के संवहनी तंत्र के माध्यम से इसे विभिन्न प्रकार के माउस ऊतकों में परीक्षण किया। एमआरआई, सीटी और ऑप्टिकल माइक्रोस्कोपी के साथ प्राप्त ऊतकों की परिणामी छवियों को तब इन रोग मॉडल और अंग प्रणालियों वाले वास्कुलचर और संबंधित घटकों के आश्चर्यजनक 3 डी विज़ुअलाइज़ेशन बनाने के लिए जोड़ा गया था।
वास्कुविज़ की सामर्थ्य और व्यावसायिक रूप से उपलब्ध घटकों के कारण, पाठक और उनकी टीम को उम्मीद है कि वैस्कुलचर से जुड़े विभिन्न रोगों पर नई रोशनी डालने में मदद करने के लिए वैज्ञानिकों द्वारा इसे विश्व स्तर पर अपनाया गया है।
संदर्भ: आकांक्षा भार्गव, बेंजामिन मोंटेगुडो, प्रियंका कुशवाहा, जनक सेनारथना, युंके रेन, रयान सी. रिडल, मनीषा अग्रवाल और अरविंद पी. पाठक द्वारा “वास्कुविज़: ए मल्टीमॉडलिटी एंड मल्टीस्केल इमेजिंग एंड विज़ुअलाइज़ेशन पाइपलाइन फॉर वैस्कुलर सिस्टम बायोलॉजी”, 10 फरवरी 2022 , प्रकृति के तरीके.
डीओआई: 10.1038/एस41592-021-01363-5
इस अध्ययन में शामिल अन्य शोधकर्ताओं में जॉन्स हॉपकिन्स यूनिवर्सिटी स्कूल ऑफ मेडिसिन के बेंजामिन मोंटेगुडो, प्रियंका कुशवाहा, जनक सेनारथना, युंके रेन, रयान रिडल और मनीषा अग्रवाल शामिल हैं।
इस काम को नेशनल कैंसर इंस्टीट्यूट (51आर01सीए196701-05, 1आर01सीए237597-01ए1), नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ डेंटल एंड क्रानियोफेशियल रिसर्च (5आर01डीई027957-02) और एनआईएच इंस्ट्रुमेंटेशन ग्रांट (एस10ओडी012287) और सिडनी किमेल कॉम्प्रिहेंसिव कैंसर सेंटर, क्वांटिटेटिव साइंसेज पायलट द्वारा समर्थित किया गया था। परियोजना अनुदान।
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