2018. október 18. csütörtök
Lukács, Ambrus
Biotechnológia, molekuláris biológia és élettan az mRNS.hu-n

Az info@mrns.hu-ra küldhet linket vagy valamilyen anyagot, amit szeretne, ha hírként bemutatnánk.


Korábbi híreink  |   Keresés:

Kiválasztott hír:
Megosztás: Add az iWiW-hez Add a Facebook-hoz Add a Twitter-hez Add a Google Reader-hez Add a Startlaphoz
Az első hordható PET-szkenner - 2011-03-16 18:21:18 Hozzászólás írása Hozzászólások száma 0 hozzászólás 
Az első hordható PET-szkenner

Mi történik agyunkban, mikor felemelünk egy poharat, vagy egyszerűen csak elfordítjuk a fejünket? A neurológiában gyakran használt pozitronemissziós tomográfia (PET) ugyan betekintést enged az idegrendszerünk működési folyamataiba, de sajnos közvetlenül nem köthető össze a viselkedés vizsgálatával.  Egy újonnan kifejlesztett eszközzel azonban ez már nem jelent gondot, és így választ kaphatunk a fenti kérdésre.

A PET rendkívül hasznos eszköz, de van egy nagy hátránya: a vizsgálat alatt az alanynak mozdulatlannak kell lennie. Emberek esetében ez éber állapotban is könnyen megoldható, ám a kísérleti állatokat nem egyszerű egy helyben maradásra bírni, ezért esetükben legtöbbször altatás szükséges. Viszont ez kizárja annak a lehetőségét, hogy az agy elemzése közben a viselkedést is vizsgáljuk.

Paul Vaska és a Brookhaven National Laboratory kutatói találtak egy megoldást: kifejlesztették a miniatürizált, „hordható” PET szkennert. Ez a RatCAP (rat conscious animal PET), melynek segítségével éber állapotban és mozgás közben készíthetők felvételek a kísérleti patkányok agyáról.
A pozitronemissziós tomográfia (PET)

A PET egy olyan képalkotó módszer, mellyel valós idejű információ szerezhető az élő szervezetben zajló biokémiai folyamatokról.

Működési elve

A vizsgálat előtt pozitron kibocsátással bomló radioaktív izotópokkal jelölt vegyületeket, azaz radiofarmakonokat juttatnak a vizsgált személy szervezetébe. Ez általában intravénás úton vagy belélegeztetéssel történik. A leggyakrabban használt anyagok az 18F, az 15O, az 13N és a 11C. A bejuttatott nyomjelző anyag eloszlása attól függ, hogy a különböző szövetek, szervek milyen mértékű anyagcserét folytatnak, így a kóros folyamatok felismerhetők és lokalizálhatók.

A jelzőanyag eloszlása a szövetekben egy nagy, gyűrű alakú PET kamera segítségével detektálható. Ez az eszköz a pozitron-kibocsátást kísérő sugárzást méri, majd a kapott adatokból számítógép segítségével képek rekonstruálhatók. Először a test hossztengelyére merőleges metszetek készíthetők, később ezekből a szeletekből tetszőleges irányú, akár háromdimenziós képek állíthatók elő.

A PET-izotópok felezési ideje nagyon rövid, 2-110 perc, így gyorsan távoznak a szervezetből, és kisebb sugárterhelést jelentenek a betegnek. Azonban a gyors bomlásuk az oka annak is, hogy a helyszínen kell előállítani őket, ezért ez az eljárás igen drága.

Mire használható?

A PET módszert elsősorban az onkológiában alkalmazzák, de jelentős szerepe van a neuropszichiátriai, kardiológiai vizsgálatokban és a kutatásban. Segítségével kimutathatók a kis kiterjedésű, korai stádiumú tumorok, az epilepszia és az Alzheimer-kór, valamint az is, hogy mennyire életképes a szívizom. PET használatával figyelemmel kísérhető, hogyan hatnak a kísérleti gyógyszerek a kísérleti állatokra. A módszer a pszichológiai folyamatok, betegségek és az agyi aktivitás közötti kapcsolat feltárására is alkalmas.

Forrás: Wikipedia


A kísérlet során a kutatók a berendezést egy, a koponyához csavarozott tartóval rögzítették a patkány fejéhez. Felmerült azonban egy probléma: az eszköz tömege 250 g, és ez, bár az embereknek elég kicsi, főleg az eddig használatos berendezésekhez képest, egy patkány számára még mindig nehéz. Könnyíteni kellett tehát az állatra nehezedő terhet, hogy a patkány szabadon mozoghasson. Megoldásképpen egy rugókból és mozgásstabilizálókból álló berendezést rögzítettek a megfigyelési kamrához és a RatCAP-hez. Bár a patkány mozgása még így sem lett teljesen szabad, a 40 x 40 cm-es megfigyelési kamrát azonban körbe tudta járni.  

A RatCAP teszteléséhez a kutatók a D2 dopaminhoz kötött folyamatok vizsgálatát választották, mivel ez a neurotranszmitter egy sor olyan agyi folyamathoz kapcsolható, amely közvetlen kapcsolatban áll a vizsgált alany viselkedésével. .Az alkalmazott radiofarmakon a szabad D2 dopamin receptorokhoz kötődik és verseng a dopaminnal a receptor kötőhelyéért. A kutatók a receptorok telítettségét követték nyomon, abból következtettek a vizsgált agyi terület dopaminszintjére. Minél nagyobb jelet kaptak, az annál kisebb dopaminszintet jelentett, hiszen kevesebb dopamin jelenlétében több nyomjelző kapcsolódhatott a dopamin receptorához. Az agy különböző területeit figyelték meg, többek között a striatumot, ahol sok a D2 dopamin receptor, és kontrollként a kisagyat, ahol egy sincs. Összehasonlították a dopaminszintet, amit hagyományos PET-tel vizsgált patkányoknál mértek altatásban azzal, amit RatCAP-et viselő éber egyedeknél kaptak.

Az eredmény meglepő volt, ugyanis a striatum és a kisagy esetében is különbséget találtak, a RatCAP által alkotott kép eltérő volt mindkét agyi terület tekintetében attól, amit korábban a hagyományos PET során kaptak. Mi több, a dopaminszint az ébren lévő állatoknál volt alacsonyabb, pedig a viselkedési aktivitáshoz elméletileg magasabb dopaminszint társul. A kutatók szerint a nem várt változások oka az lehet, hogy az altatás befolyásolta a nyomjelző anyag felvételét és esetleg annak metabolizmusát is. A kutatás vezetője szerint „Ha azzal a feltételezéssel élünk, hogy altatáskor ugyanazt fogjuk látni, mint éber állapotban, akkor nagyon nagyot tévedhetünk.”

A legjelentősebb eredmény viszont az volt, hogy a RatCAP használatakor erős korreláció mutatkozott viselkedési aktivitások, például a fejfordítás és a dopaminszint között. Vagyis az eszköz tényleg lehetővé teszi a neurokémiai folyamatok és a viselkedés együttes vizsgálatát. Sőt, az agyi aktivitás változásai valós időben nyomon követketők.

Az új eszközt több kutató is lelkesedéssel fogadta, nagy lehetőségeket láttak benne, de felhívták a figyelmet alkalmazásának korlátaira is. Alakja és súlya miatt a RatCAP jelenlegi formájában bizonyos kísérleteknél nehezen használható, például akkor, mikor az állatnak szűk helyeken kell a jutalomfalatot megkeresnie.

A csoport azt tervezi, hogy különféle viselkedési típusok, például a párosodás alatt próbálják ki a RatCAP-et. Így továbbfejleszthetik, hogy később széles körben alkalmazható legyen a viselkedési tanulmányokban, más állatokon vagy akár embereken is.

Az eredmények a Nature Methods folyóiratban jelentek meg.

Nature News, 2011. március 13.

Duleba Mónika
Cikk ajánlása » email:
Hozzászólás írása
Hozzászólás
 

Értékelések száma: 1, Cikk értéke (1-10):


Értékelje ezt a cikket! 


Hirdetés
Email cím:
Jelszó:

Regisztráció »
Elfelejtett jelszó »
Portálunk oldalai megfelelnek az egészségügyi információk megbízhatóságát és hitelességét garantáló HONcode előírásainak. Ezt: itt ellenőrizheti
Portálunk oldalai megfelelnek az egészségügyi információk megbízhatóságát és hitelességét garantáló HONcode előírásainak. Ezt:
itt ellenőrizheti
.
Oldal ajánlása (email):
Az ajánlót küldi (név):
Hirdetés