Перспективы применения оптической 3D томографии in vivo

Постановка экспериментов in vivo – неотъемлемая часть научно-исследовательской деятельности, позволяющая изучать процессы в динамике.

Но в отличие от клеточных моделей, визуализация процессов на таких модельных организмах как мыши, довольно проблематична, поскольку речь идет о внутренних органах. И поэтому ежегодно миллионы мышей отдают свои жизни на благо науки: исследователь вынужден умерщвлять животное и делать гистологические препараты органов на разных этапах эксперимента. При этом исследователь получит данные не сразу, а только в конце эксперимента, потратив уйму времени и реагентов (и не факт, что он получит хоть какой-то результат).

Идеальным решением для проведения экспериментов на лабораторных животных являются системы прижизненной визуализации на основе микро КТ и МРТ. Но стоимость таких систем, во-первых, очень высока, а во-вторых, мелкие животные в таких установках подвергаются довольно сильному облучению (магнитному или рентгеновскому), что может повлиять на биопроцессы в организме и исказить результаты эксперимента.

Наиболее доступным и безопасным является применение систем биоимиджинга, с возможностью регистрации флуоресцентного или биолюминисцентного сигнала.

Компания Vilber Lurmat пошла дальше и создала первую в мире систему прижизненного имиджига с возможностью 3D топографии люминисцентного или флуоресцентного сигнала.

Newton 7.0 — это инновационная система оптической биолюминесценции, флуоресценции и трехмерной томографии, разработанная с учетом требований пользователя.

«… NEWTON 7.0 идеально подходит для биолюминесцентной и флуоресцентной визуализаци, в экспериментах in vivo, ex vivo и in vitro.»

Система Newton идеально подходит для длительной визуализации in vivo, так и ex vivo и in vitro, позволяя одновременно получать изображения нескольких животных или образцов. Расширенные функции и программное обеспечение просты в навигации и оптимизированы для многопользовательского режима работы. Кроме того, интуитивно понятный интерфейс, высокая чувствительность системы и возможность подключения систем газовой анестезии, облегчают максимальную простоту работы при проведении длительных исследований.

Преимущества систем Newton 7.0

• Высокая чувствительность при детекции люминисцентного и флуоресцентного сигнала.
• Безопасность персонала и подопытных: никакого излучения!
• Удобный интерфейс ПО и простота инсталляции и эксплуатации.
• Позволяет проводить длительные исследования и изучать процессы в динамике.
• Высокая процессивность: позволяет одновременно наблюдать до 5 мышей или 3 крыс.

Благодаря уникальной архитектуре флуоресцентного освещения, Newton 7.0 позволяет использовать до 8 каналов возбуждения в видимом (RGB) и ближнем инфракрасном (NIR) спектрах и работать с такими флуорофоры как GFP, YFP, FITC, DAPI, mCHERRY, Alexa Fluor 680, 700, 750, Cy 3, 5, 5.5, DyeLight, IRDye 800CW, VivoTrack 680, VivoTag 750 и др.

Такой подход позволяет регистрировать до 3-х репортных флуоресцентных меток и реализовать мультиплексные эксперименты в формате in vivo.

Встроенный модуль 3D-томографии позволяет реконструировать сигналы биолюминесценции и флуоресценции в 3D и накладывать их на виртуальную топографическую модель, для лучшего понимания локализации сигнала, исходящего от внутренних органов.

Рисунок 1. Пример 3D реконструкции люминисцентного сигнала.

Рисунок 2. Легкие с микро- и макрометастазами от MDA-MB-231, экспрессирующего GFP-люциферазу – (изображения получены сотрудниками Университета Базеля).

Рисунок 3. Постановка длительных экспериментов и изучение процессов в динамике.

Рисунок 4. Мультиспектральная визуализация.

Примеры применения Newton 7.0

Изучение воспалительных процессов

Воспалительные реакции можно оценить с помощью неинвазивной флуоресцентной визуализации биомаркеров на доклинической модели ревматоидного артрита.

Изучение развития опухолей в динамике

Система Newton 7.0 позволяет регистрировать развитие опухолевого процесса и изучать эффективность противоопухолевых препаратов.

В мозг мыши вводили 10 000 (рис. слева) и 50 000 (рис. справа) раковых клеток, экспрессирующих люциферазу. Через 6 недель образовывались опухоли, где сигнал зависел от количества инъекции опухолевых клеток.

Фармакотоксикология: оценка распределения фармпрепаратов в организме

Используя систему визуализации Newton 7.0, исследователи получают возможность изучать распределение фарм препаратов и их токсическое действие в динамике.

Так исследователи College of Marine Life Science, Ocean University of China, Qingdao, China изучали биораспределение наногелей, содержащих гидрохлорид доксорубицина, у крыс. Флуоресцентный сигнал DOX был отслеживался в течение восьми часов.

Статья: Transport mechanism of doxorubicin loaded chitosan based nanogels across intestinal epithelium

Изучение патологий желудочно-кишечного тракта и инфекционных процессов ЖКТ

Newton 7.0 – идеальное решение для изучение процессов в ЖКТ. Сотрудники лаборатории исследований кишечной бактериологии, больницы Infantil de México Federico Gómez, Мехико, использовали биолюминесцентную энтеротоксическую кишечную палочку E. coli (ETEC) для изучения динамики колонизации в желудочно-кишечном тракте (Gerardo E. Rodea1 et.all.).

Обработанным стрептомицином мышам BALB/c инокулировали бактерии E. coli через желудочный зонд с мечеными pRMkluc ETEC и мечеными pRMkluc E. coli K-12. Люциферин вводили внутрибрюшинно перед визуализацией.

После инокуляции биолюминесценция локализовалась в тонкой кишке. Через 48 часов после инокуляции биолюминесцентные сигналы указывали на прохождение бактерий через кишечник мыши. Биолюминесцентные сигналы обнаруживались в кишечнике мышей вплоть до 120 ч после инокуляции.

Статья: Tracking Bioluminescent ETEC during In vivo BALB/c Mouse Colonization

См. также:

Анестезия лабораторных животных

Клетки и оборудование для содержания животных

Системы визуализации биолюминесценции in vivo

Эвтаназия лабораторных животных

Электропораторы in vivo

Для получения дополнительной информации или демонстрацию Системы визуализации биолюминесценции и флуоресценции in vivo, Newton 7.0-FT100, заполните заявку ниже.