Использование системы визуализации MILabs для исследования COVID-19

Оборудования MILabs для исследования COVID-19 и других респираторных заболеваний на хорьках

Хорьки стали незаменимой моделью для исследования респираторных заболеваний. Хотя ни одна модель для мелких млекопитающих не может полностью имитировать патобиологию легких человека, хорьки и люди обладают множеством близко расположенных дыхательных тканей, в большей степени, чем другие доступные модели животных, такие как мыши или морские свинки. Поэтому неудивительно, что хорьки восприимчивы к инфекции SARS-CoV-2, как описано в рукописи предварительное доказательство из журнала Cell Host & Microbe (Kim et al., 30 марта 2020 г.) (1). Исследователи пришли к выводу, что:

• У экспериментально зараженных хорьков развились лихорадка, летаргия и кашель;
• Заболевали хорьки при прямом контакте с зараженными хорьками;
• Хорьки в соседних клетках заразились (т.е. им был передан вирус), но у них не было симптомов.

С учетом современных характеристик быстрого распространения SASRS-CoV-2 у людей существует настоятельная необходимость в разработке и оценке противовирусной терапии и профилактических вакцин. Модель хорька может быть очень полезным инструментом для достижения этой цели.

Использование мультимодальной системы визуализации MILABS для исследования COVID-19, от мышей до хорьков

По данным исследователей из Уханя (Китай), Лейдена (Нидерланды) (3) и Рима (Италии) (4), компьютерная томография грудной клетки обладает высокой чувствительностью для диагностики случаев COVID-19 с легочными отклонениями. Несмотря на то, что многие все еще пытаются найти подходящих животных для исследований на коронавирус, рентгеновская КТ-система MILabs может обеспечить неинвазивные высокодетализированные изображения легких для широкого круга животных – от мышей до хорьков – в сверхвысоком разрешении. Следующие приложения иллюстрируют, что U-CT может анализировать, что происходит в месте заражения, будь то трансгенная модель мыши COVID-19 или хорька, инфицированного SARS-CoV-2, и сравнивать результаты.

Виртуальная бронхоскопия: что происходит в легких хорька в месте вирусной инфекции 

Независимо от вида исполнения, как встроенное или как автономное устройство, MILabs U-CT обладает выдающимися возможностями. Он позволяет быстро получать изображения при минимально возможной дозе облучения и обеспечивает исключительную четкость изображения in vivo. 

Благодаря сканированию с двумя энергиями, работающему на разных высоковольтных уровнях, изображения объединяют информацию о тканях с морфологией заболевания, улучшая качество изображения для широкого диапазона размеров животных, включая мышей, морских свинок и хорьков. Как видно на фото, система может создавать детальные изображения легких и позволяет проводить подробный виртуальный бронхоскопический анализ мест заражения легких.

Виртуальная бронхоскопия хорька /  КТ лёгких хорька

U-КТ визуализация мукоцилиарной физиологии у индуцированного блеомицином легочного фиброза хорька

Университет Алабамы в Бирмингеме разрабатывает новую модель легочного фиброза хорька для оценки физиологии слизистых оболочек при легочном фиброзе. В отличие от моделей грызунов, дыхательные пути хорька содержат подслизистые железы, основной источник гена MUC5B у людей – генетическую основу легочного фиброза. 

Чтобы оценить свою модель, они использовали микро-визуализацию легочного фиброза у хорьков, вызванного лечением блеомицином, с воспалением, фиброзными поражениями и изменениями ремоделирования, аналогичными легочному фиброзу у людей. 

Сканирование микроКТ продемонстрировало как доказательство наличие в дыхательных путях пятен и периферических матовых окон. Объемный анализ микроКТ выявил, что лёгкие, обработанные блеомицином, показали 38,2% фиброза (ссылка).

Дистанционно-управляемая U-CT визуализация ХОБЛ (хроническая обструктивная болезнь легких) у хорьков

In-vivo визуализация ХОБЛ-индуцированных легких хорька с использованием дыхательной U-CT демонстрирует структурные изменения в дыхательных путях из-за хронического бронхита. Измерения размеров стенки дыхательных путей (красные линии) показывают увеличенное утолщение стенки бронха по сравнению с контрольной группой, совместимое с накоплением и/или ремоделированием слизи дыхательных путей и было сильнее в вершине легкого. 

Эти особенности согласуются с клиническими наблюдениями у пациентов с хроническим бронхитом. ХОБЛ у хорьков очень характерна для хронического бронхита у людей и является полезной моделью для оценки механизмов заболевания и терапевтических вмешательств. Читайте дальше в журналах ATS ...

Молекулярная У-КТ: расширение КТ ультравысокого разрешения с помощью молекулярной томографии

В то время как виртуальная бронхоскопия U-CT демонстрирует мощь платформы MILabs для преобразования больших данных (в данном случае, нескольких миллиардов точек данных) в анимацию, которая делает сложную анатомию легких млекопитающих доступной для просмотра в альвеолах, многим исследователям может потребоваться дополнительно использовать молекулярно-специфические контрастные вещества. MILabs делает это возможным в любое время, модернизируя U-CT оптическими моделями молекулярного PET, SPECT или 2D/3D, и не подвергая возможному риску использования каким-либо видам рентгеновской КТ.

Список литературы:

1. Инфекция и быстрая передача SARS-CoV-2 у хорьков, Kim et al., Cell Host & Microbe 30 марта 2020 г.

2. Сложности в моделях патогенеза и передачи вируса гриппа у хорьков, J Belser et al., Microbiol Mol. Biol Rev., July 2016

3. Корреляция КТ грудной клетки и тестов ОТ-ПЦР при коронавирусной болезни 2019 (COVID-19) в Китае: Отчет о 1014 случаях, Tao Ai et al. Радиология-RSNA, Опубликовано онлайн: 26 февраля 2020 г.

4. КТ грудной клетки Особенности COVID-19 в Риме, Италия, Дамиано Карузо и др., Радиология-RSNA <Опубликовано онлайн: 3 апреля 2020 г.

5. Руководство по использованию Модель хорька для вирусной инфекции гриппа, J. Belser и др., Американский журнал патологии, январь 2020 г