Первый взгляд на движение интерстициальной жидкости в мозге
Команда биомедицинских исследователей и инженеров-электриков из Университета Вирджинии и Вирджинского политехнического института разработала новый метод измерения и реконструкции скоростей потока интерстициальной жидкости в мозге.
Новый метод на основе МРТ
Метод основан на существующей клинической технике динамической контрастно-усиленной магнитно-резонансной томографии (MRI), используемой для отслеживания роста и движения опухолей. Техника позволяет впервые визуализировать динамику потока интерстициальной жидкости в моделях глиомы и может быть легко адаптирована для клинических моделей.
Многоэтапная валидация
Подход команды был тщательно проверен in silico и in vitro:
- Создана in vitro модель потока через внеклеточное пространство с использованием гидрогеля и MRI.
- Вычислительная модель валидирована по экспериментальным измерениям.
- В компьютере создано и реконструировано фантомное "поле потока" жидкости.
- Метод применен к мышам с имплантированными клетками глиомы человека для визуализации реального потока.
Неожиданные результаты
Исследование выявило высокую вариабельность скорости и величины потока. Классическое представление о сферическом равномерном потоке, исходящем от опухоли, оказалось сильным упрощением. Система гетерогенна: поток может направляться наружу, внутрь или вдоль стороны опухоли.
Перспективы
В перспективе метод может помочь прогнозировать рост опухолей и улучшить лечение рака. Ближайшая цель команды — использовать установленный метод для понимания взаимосвязи между скоростями жидкости и ростом опухолей.
Исследование опубликовано в специальном выпуске "Биоинженерия рака" журнала APL Bioengineering.