O echipă de cercetători de la Johns Hopkins Medicine a dezvoltat un minimicroscop portabil relativ necostisitor ce ar putea îmbunătăţi abilitatea oamenilor de ştiinţă de a vedea efectele cancerului, accidentului cerebral, bolii Alzheimer şi altor afecţiuni cerebrale asupra şoarecilor de laborator vii şi activi. Dispozitivul, ce măsoară mai puţin de 5 centimetri cubi, este ataşat de capul animalelor şi oferă imagini în timp real din creierul activ al şoarecilor ce se mişcă natural prin mediul lor.
”Această tehnologie ne permite să înregistrăm cantităţi ssemnificative de date asupra funcţiilor de baza ale creierului pe parcursul vieţii unui şorece de laborator bolnav”, a spus dr. Arvind Pathak, profesor asociat de radiologie şi inginerie biomedicală de la Şcoala de Medicină Johns Hopkins şi membru al Centrului pentru Cancer Johns Hopkins Kimmel, citat de sciencedialy.com.
Un raport asupra dezvoltării mini-microscopului a fost publicat în ”Nature Communications”.
Microscoapele tradiţionale folosite în studiile de imagistică ale creierului sunt microscoape mari, statice ce pot costa zeci de mii de dolari, conform cercetătorilor, limitând numărul de laboratoare capabile de imagistică pentru lungi perioade de timp.
În plus, natura voluminoasă a microscoapelor statice necesită ca animalele de laborator să stea complet nemişcate, ceea ce de obicei presupune anestezierea animalelor în mod repetat pentru a obţine imagini clare. Creierul anesteziat trece prin schimbări fără legătură cu boala în sine, estompând diferenţa dintre rezultatele reale şi răspunsul creierului la medicamentul anestezic.
Noul microscop, ce funcţionează ca o cameră mică de acţiune GoPro, este capabilă să captureze imagini în timp real şi este complet portabil. Acest lucru elimină nevoia de anesteziere a animalelor pentru imagistică, permiţându-le cercetătorilor să observe schimbările bolii într-o stare mai naturală şi să lege aceste schimbări de comportamentul animalului.
Spre deosebire de alte mini-microscoape, cele noi le oferă cercetătorilor trei opţiuni de imagistică pentru a observa schimbările din creierul şoarecilor odată cu progresia unei boli în timp; imagistica prin fluorescenţă pentru a observa legăturile neuronilor sau pentru a urmări celulele marcate fluorescent; aşa-zisa imagistică cu semnal optic intrinsec pentru a observa schimbările în structura vaselor de sânge de-a lungul cursului unei boli şi imagistica prin laser cu pată de contrast pentru a urmări schimbările în fluxul sanguin odată cu progresia unei boli.
Pathak şi echipa sa au construit prototipul dispozitivul folosind componente în miniatură disponibile pe piaţă, cum ar fi becuri LED, lentile de microscop, senzori de imagine şi componente imprimate 3D făcute la comandă. Carcasa, ce ataşează microscopul de capul unui şoarece, este printată 3D integral şi refolosibilă. Întregul ansamblu se cuplează apoi la un laptop, unde cercetătorii pot colecta şi analiza imaginile, conform autorului principal Janaka Senarathna.
Într-un experiment proiectat pentru a urmări cursul unei tumori cerebrale, echipa de cercetare a injectat creierul unui şoarece cu celule canceroase dintr-un creier uman modificate genetic pentru a străluci, astfel încât să poată fi văzute la microscop. Ei au montat apoi microscopul pe capul şoarecelui şi au făcut capturi încontinuu pentru 16 zile.
În imaginile adunate în această perioadă, cercetătorii au fost capabili să vadă noi vase de sânge crescând lângă tumoare odată cu progresia cancerului. Apoi au putut măsura schimbările fluxului sanguin în timpul remodelării dinamice a acestor vase de sânge.
Un aspect remarcabil, a adăugat Pathak, este că acest microscop ar putea fi un instrument puternic pentru analiza efectul noilor medicamente pentru asemenea boli.
”Acesta este doar un exemplu al utilizării acestei tehnologii şi unul care ar putea avea într-o bună zi un impact asupra celui mai bun mod de a evalua răspusul la tratamente”, a spus Pathak.
Cercetătorii, ce lucrează cu Johns Hopkins Technology Ventures pentru a promova această tehnologie, spun că o versiune comercială ar putea costa aproximativ de 10 ori mai puţin decât modelele disponibile momentan şi plănuiesc să modifice dispozitivul pentru a captura imagini mai clare şi pentru a monitoriza funcţii cerebrale suplimentare.
