Imaging 3D dei vasi sanguigni di una testa di topo utilizzando la tomografia computerizzata a raggi X e l'agente di contrasto di nuova concezione "XlinCA". Credito:Willy Kuo, Università di Zurigo
I ricercatori dell'Università di Zurigo hanno sviluppato un nuovo agente di contrasto a raggi X. L'agente di contrasto è più facile da usare e si distribuisce in tutti i vasi sanguigni in modo più affidabile, aumentare la precisione dell'imaging vascolare. Ciò riduce il numero di animali necessari negli esperimenti di ricerca.
Varie malattie nell'uomo e negli animali, come tumori, ictus o malattie renali croniche:danneggiano i vasi sanguigni. Capillari, i vasi sanguigni più piccoli del corpo, sono particolarmente colpiti. L'ampia superficie della rete capillare consente lo scambio di ossigeno tra il sangue e il tessuto circostante, come i muscoli quando ci alleniamo o il cervello quando pensiamo.
Rivelare la struttura vascolare
Per la diagnosi e il trattamento delle malattie cardiovascolari e di altro tipo, è importante conoscere la struttura tridimensionale dei vasi sanguigni. Questa conoscenza dell'esatta anatomia dei capillari nell'uomo e negli animali è cruciale anche per la ricerca di base. Consente ai ricercatori di indagare sulle malattie che attaccano i vasi sanguigni e di valutare nuovi trattamenti. Ricercatori dell'Università di Zurigo (UZH), il National Center of Competence in Research Kidney.CH e il Biomaterials Science Center dell'Università di Basilea hanno ora sviluppato un nuovo agente di contrasto a raggi X chiamato "XlinCA", con cui i capillari possono essere resi visibili molto più precisamente usando la tomografia computerizzata.
Metodi precedenti spesso difettosi
In precedenza, agenti di contrasto sono stati aggiunti alla polimerizzazione delle resine plastiche prima di essere iniettati nei vasi sanguigni degli animali soppressi. Però, è molto difficile riempire completamente i delicati capillari in vari organi con resine viscose. "Senza anni di esperienza nell'uso delle giuste tecniche di iniezione, i capillari sono spesso solo parzialmente riempiti, o manca del tutto. Fino a un quarto delle immagini risultanti sono quindi inutilizzabili, "dice Willy Kuo, un ricercatore post-dottorato presso l'Istituto di Fisiologia dell'UZH. Utilizzando "XlinCA" al posto di altri mezzi di contrasto, fino al 25% in meno di animali sarebbe necessario per gli esperimenti, afferma Kuo.
Il problema di base con i metodi convenzionali è che la plastica e l'acqua non si mescolano. Ciò si traduce in inclusioni d'acqua dove il mezzo di contrasto è assente, che provoca segmenti di vaso disconnessi sull'immagine a raggi X. Sebbene gli agenti di contrasto a raggi X idrosolubili utilizzati in medicina potrebbero non avere questo problema, non possono essere solidificati e fuoriescono attraverso le pareti dei vasi sanguigni nel tessuto circostante in pochi minuti.
Risultati ottimali grazie al mezzo di contrasto personalizzato
Gli agenti di contrasto per uso medico nell'uomo sono costituiti da piccole molecole e sono relativamente semplici da produrre. "Un agente di contrasto personalizzato per l'uso ex vivo era significativamente più difficile da sintetizzare, poiché è costituito da polimeri, molecole legate insieme in lunghe catene, "dice Bernhard Spingler, professore presso il Dipartimento di Chimica dell'UZH. "XlinCA" presenta numerosi vantaggi rispetto ai mezzi di contrasto a raggi X utilizzati in precedenza:è facile da usare e consente un imaging vascolare completo e ininterrotto. Consente inoltre di esaminare contemporaneamente più organi o addirittura animali interi come i topi.