3D video par embrija sirdsdarbību

Viens procents zīdaiņu Amerikas Savienotajās Valstīs piedzimst ar sirds un asinsvadu patoloģijām. Attīstības procesi, kas noved pie šīm iedzimtajām problēmām, nav redzami ultraskaņas skenēšanā, un instrumentu trūkums zīdītāju attīstības neinvazīvai attēlveidošanai ar augstu izšķirtspēju ir kavējis pētnieku mēģinājumus izprast šos procesus.

Cerot sniegt ieskatu par to, kā šīs attīstības problēmas varētu novērst, Hjūstonas universitātes pētnieki ir izstrādājuši attēlveidošanas sistēmu, ko viņi izmanto, lai uzņemtu zīdītāju sirds 3D video, kad tā veidojas. Tālāk esošajā videoklipā, kurā parādīts peles embrijs, kas ir 8,5 dienas pirms ieņemšanas, ir redzama normāla sirdsdarbība. Peles sirds sāk veidoties 7,5 dienas.

Video tika uzņemts, izmantojot attēlveidošanas tehnoloģiju, ko sauc par optiskās koherences tomogrāfiju. Lai gan tas izskatās graudains, šis un citi Hjūstonas grupas video ar attīstošo sirdi ir vieni no labākajiem, kādi jebkad uzņemti. Šie ir pirmie pukstošās [zīdītāju] sirds attēli ar augstu izšķirtspēju, saka Kirils Larins , biomedicīnas un mašīnbūves docente Hjūstonas Universitātē. Var redzēt asinsvadus, sirds kambarus. Pašreizējā tehnikas izšķirtspēja ir seši mikrometri, un Larins plāno to samazināt līdz diviem.

Mikroskopijas metodes var iegūt daudz augstāku izšķirtspēju, taču tās ir invazīvas. Ultraskaņa var iekļūt pietiekami dziļi ķermenī, lai attēlotu cilvēka embrijus, taču tai ir zema izšķirtspēja. Teksasas pētnieki izstrādāja optiskās koherences tomogrāfijas variantu, kas apvieno dažas priekšrocības: tai ir augstāka izšķirtspēja nekā ultraskaņai, tā ir neinvazīva, un tā var ieskatīties ķermenī dziļāk nekā mikroskopija (nav pietiekami dziļa, lai strādātu ar cilvēkiem, bet pietiekami dziļa). lai novērotu peles embriju laboratorijā). Citi pētījumi par sirds attīstību ir veikti ar zivīm un abiniekiem: tos ir vieglāk redzēt, jo šie dzīvnieki ir mazāki. Taču viņu sirds un asinsvadu sistēmas būtiski atšķiras no mūsu pašu. Daudzas iedzimtas sirds un asinsvadu problēmas rodas sirds kambaru anomāliju dēļ. Zivju sirdīm ir tikai divas kameras; abinieku sirdīs ir trīs. Zīdītājiem, piemēram, pelēm un cilvēkiem, ir četru kameru sirds, un, izmantojot Hjūstonas tehniku, Larins var vērot šo kameru veidošanos.

Optiskās koherences tomogrāfija darbojas pēc līdzīga principa kā ultraskaņa. Lāzera gaismas stars tiek nosūtīts caur embriju, un, kad tas atlec atpakaļ, tas tiek apvienots ar traucējošu atskaites staru. Izpētot gaismas ietekmi uz atskaites staru, ir iespējams noteikt, cik tālu tā ir nogājusi, un šī informācija tiek rekonstruēta, veidojot attēlu. Hjūstonas grupa neizgudroja tehniku, ko parasti izmanto tīklenes klīniskai attēlveidošanai. Viņi pielāgoja esošo aparatūru un programmatūru, lai padarītu tos piemērotus embriju attēlveidošanai.

Larins, kurš pagājušajā nedēļā prezentēja attēlveidošanas tehnoloģiju Frontiers in Optics konferencē Sanhosē, Kalifornijā, saka, ka viņa grupa tagad pēta peļu embrijus ar attīstības traucējumiem.

Šis peles embrija attēls tika izveidots 8,5 dienas pēc ieņemšanas, un tajā ir redzamas dažas video redzamās struktūras. Perikarda maisiņš ir struktūra, kas ieskauj sirdi; kambaris ir viens no sirds kambariem; izplūdes trakts ir struktūra, no kuras asinis ieplūdīs artērijās un pēc tam uz pārējo ķermeni.
Kredīts: Kirils Larins

paslēpties