MILabs VECTor: платформа для комбинированных исследований ОФЭКТ/ПЭТ/OI-CT

Тераностика - ОФЭКТ/ПЭТ/OI-CT-диагностика и терапия с «обратной связью»

Система MILabs VECTor/OI-CT даёт расширенные возможности по одновременному сбору информации от разных источников для составления полной диагностической картины и позволяет сочетать диагностические исследования с диагностикой во время терапии. Данная технология недавно появилась в научном мире и получила название "тераностика".
В этом небольшом обзоре мы рассказываем об опыте таких исследований, полученных пользователями систем MiLabs по всему миру:

• Возможность визуализации картин распределения практически всех известных радиоизотопов с учетом их свойств на субмиллиметровом уровне.
• Возможности визуализации с высоким разрешением для изучения EPR-эффекта, мониторинга жизнедеятельности опухоли, изучения капиллярной системы опухоли.
• Возможности мультимодального анализа (структурной, молекулярной, функциональной информации) для изучения веществ-кандидатов для комплексной «тераностики» (особенно полезно в изучении взаимодействия наночастиц с опухолью).

«Радиотераностика»

Работая в широком энергетическом спектре (20-1000 кэВ) в субмиллиметровом диапазоне пространственного разрешения, система MiLabs Vector является уникальным инструментом визуализации распределения практически всех используемых в современных исследованиях изотопов вне зависимости от типа собираемой информации.

Некоторые примеры:

• Визуализация распределения изотопа ¹³¹I с пространственным разрешением 0.5 мм. Такие исследования проводились впервые на мышах (обычно этот высокоэнергетичный изотоп используется только в ОФЭКТ-экспериментах на людях).
• Изотоп ²¹³Bi рассматривается исследователями как перспективный для различных приложений изотоп, распадающийся по альфа-каналу. До недавнего времени широкое использование этого изотопа было ограничено сложностью дифференциации продуктов распада (проблему представляли высокоэнергетичные фотоны с энергией 440 кэВ). Сейчас с помощью прибора VECTor маркеры изотопа ²¹³Bi могут быть визуализированы с субмиллиметровым разрешением в экспериментах на мышах.
  
• Цепочка распада изотопа ²²⁵Ac рассматривается как весьма привлекательная для множества исследований в силу относительного долгого периода полураспада самого изотопа (10 дней) и высокой активности продуктов распада: изотопов ²²¹Fr и ²¹³Bi (четыре альфа-пика и два гамма-пика). В 2017 году группа под руководством Робертсона впервые опубликовала исследования адресной радио-иммунотерапии с одновременным сбором данных от изотопов ²²¹Fr и ²¹³Bi с субмиллиметровым разрешением при исследовании на мышах.
• Маркеры других популярных изотопов (¹¹¹In, ¹⁷⁷Lu и ¹¹⁸Re) тоже легко визуализируются с высоким разрешением с помощью системы VECTor. Немного более сложно обстоят дела с изотопом ⁹⁰Y в силу его высокой бетта-активности. Тем не менее, пользователи системы VECTor получают результаты исследований и при применении изотопа ⁹⁰Y как в результате учета тормозного излучения низких энергий для ОФЭКТ, высокой чувствительности к фотонам с энергией 551 кэВ для ПЭТ или с помощью регистрации черенковского излучения в экспериментах по люминесценции.
  

Оценка и изучение EPR-эффекта в твёрдых опухолях

Один из наиболее интересных направлений «тераностики» на данный момент является изучение явлений и процессов, происходящих внутри опухоли. Система VECTor единственная в своем роде платформа, сочетающая ПЭТ, ОФЭКТ, КТ методики получения изображений с разрешением, необходимым для изучения различных характеристик опухоли: проницаемости, неоднородности, доступности для адресной доставки действующего вещества. Эксперименты на мышах по изучению с высоким разрешением анатомических особенностей опухолей дают большие возможности для «осознанной терапии» и прогнозирования поведения новообразований.

• Плотность сосудистой сетки: благодаря высококонтрастному рентгеновскому томографу, который является частью системы Vector, можно изучать насыщаемость кислородом различных областей опухолевых тканей. Потенциально это дает возможность локального воздействия на опухоль (чем больше насыщенность кислородом, тем опухоль более восприимчива к лечению) и мониторинга изменения сосудистых тканей в зоне опухоли одновременно с процессом лечения.
• Неоднородность опухолевой ткани: всё больше исследований призвано изучать опухоль не «в целом», а разбивать её на части в зависимости от их свойств, что делает весьма полезной возможность получения ОФЭКТ-изображений с высоким пространственным разрешением: 140 микрон ex vivo, 250 микрон in vivo. На данный момент система VECTor единственная в мире, позволяющая проводить такие эксперименты.
• Визуализация перфузии: уникальной возможностью системы VECTor является способность одновременного получения изображений от ОФЭКТ и ПЭТ маркеров. Объединенная группа японских исследователей недавно опубликовала работу по изучению кровенаполненности и гипоксии опухолевой ткани с использованием такой методики.

Мультифункциональная «нанотераностика»

Возможность количественной мультимодальной характеризации и визуализации при использовании системы VECTor/OI-CT позволяют ученым по всему миру исследовать потенциал новых методов онкодиагностики и сложные терапевтические эффекты использования многофункциональных наночастиц. Вот лишь некоторые примеры:

• Одновременный сбор ОФЭКТ-ПЭТ данных для проведения динамических экспериментов (изучение перфузии, метаболизма, апоптоза, структуры и развития капиллярной сети, гипоксии, взаимодействий рецептор-лиганд), важных при выборе потенциально интересных терапевтических препаратов. Необходимо отметить, что сбор ПЭТ и ОФЭКТ данных происходит в одинаковых физиологических условиях. Это открывает широкие перспективы для новых методов исследования: сравнение ¹⁷⁷Lu-, ¹³¹I- или ⁶⁹Ga-наночастиц, исследования насыщаемости кислородом опухоли и гипоксии с одновременной оценкой терапевтического эффекта радиофармпрепаратов.
• Мультимодальная визуализация с помощью радионуклида Y-90. Система VECTor – первая и единственная в мире машина, позволяющая проводить качественный и количественный анализ влияния радиотерапии с помощью изотопа ⁹⁰Y. Благодаря возможности регистрировать черенковское излучение в комбинации с получением информации от ОФЭКТ и ПЭТ, можно получать новые интересные результаты с использованием этого популярного изотопа.
• Возможность одновременного получения информации в результате исследования флюоресценции и рентгеновской компьютерной томографии является хорошей безопасной альтернативой ПЭТ-ОФЭКТ визуализации: распределение флюоресцирующих агентов (например, индоцианина зеленого, быстро распадающихся наногелей, долгоживущих микропузырьков) можно легко соотносить с данными КТ, тем самым получая точную локализацию, в том числе и в 3D.

ВЫВОДЫ

Как видно по результатам многочисленных работ пользователей системы Vector по всему миру, мультимодальный подход и возможность получения изображений сверхвысокого разрешения открывает большие возможности для проведения исследований по «тераностике» на одном из самых популярных животных: на мышах. Системы Milabs готовы к работе с самыми смелыми идеями и новейшими разработками: новыми нестандартными изотопами, исследованиями потенциальных нанолекарств, детальным изучением внутриопухолевых процессов.

Если Вас заинтересовало оборудование для ОФЭКТ/ПЭТ-диагностики, обращайтесь в нашу компанию. Компания "Серния Инжиниринг" является официальным дистрибьютором компании MILabs. Наши специалисты расскажут подробно об ОФЭКТ и ПЭТ системах MILabs и сориентируют Вас по ценам на продукцию.