Utilisant la représentation préclinique pour trouver le cancer

Dans ces entrevue, Émilie Beaulieu Ouellet, scientifique d'application pour la représentation des sciences de la vie au photon etc. parle à Neuf-Médical au sujet de leur gamme des encres en poudre infrarouges précliniques et comment ils peuvent permettre le dépistage du cancer.

Pouvez-vous veuillez nous dire un morceau au sujet des encres en poudre infrarouges précliniques etc. du photon ? Que les règle indépendamment d'autres sur le marché ?

Le système du photon etc. (IR VIVO™) est le premier et seulement l'encre en poudre préclinique hyperspectral "clés en main" optimisés pour la représentation dans le deuxième hublot biologique de gamme infrarouge infrarouge (NIR-II)/ (SWIR)à ondes courtes procurable sur le marché à notre connaissance.

Notre portefeuille de produits comprend différentes composantes de cette encre en poudre préclinique, telles qu'un filtre hyperspectral (Hypercube™), les encres en poudre infrarouges de widefield (S-EOS et GRAND-EOS) et les appareils-photo (ZephIR™ 1,7). Ceci nous donne un haut niveau de contrôle sur le système préclinique, qui peut être personnalisé pour se conformer aux besoins des clients.

Notre système préclinique normal d'IR VIVO™ offre le laser ou l'illumination de DEL aux longueurs d'onde telles que 730 nanomètre ou 808 nanomètre, qui sont des longueurs d'onde populaires pour l'excitation des bornes de NIR-II telles que des nanotubes de carbone. Pour le dépistage, nous pouvons offrir la représentation multibande utilisant un rouleau de filtre et la représentation hyperspectral avec un domaine spectral sans interruption réglable de 850 nanomètre à 1620 nanomètre et une définition spectrale < de 4 nanomètre.

Le système est également équipé d'une plaque de chauffage, d'un bras de mer d'anesthésie de gaz et des orifices de sortie pour jusqu'à 3 souris. Les extensions optionnelles comprennent le dépistage dans le visible, ainsi il signifie qu'on pourrait effectuer des expériences courantes effectuées par les encres en poudre optiques précliniques normales en plus de avoir la capacité de faire hyperspectral et représentation de NIR-II.

Comment la représentation dans le deuxième hublot biologique diffère-t-elle d'autres longueurs d'onde optiques de représentation ?

Il y a dispersion réduite ainsi qu'absorption et automatique-fluorescence minimales par le tissu quand représentation dans le deuxième hublot biologique (1000 à 1700 nanomètre). Comme résultat, il y a un contraste d'image, une sensibilité et une profondeur de pénétration bien meilleurs dans le tissu à ces longueurs d'onde que la représentation optique visible ou infrarouge traditionnelle (c.-à-d. 400-1000 nanomètre).  

L'extension d'une profondeur de pénétration de jusqu'à 3 centimètres a un choc énorme quand le petit animal de représentation aiment des souris, puisqu'il permet la visualisation de pleins organes ainsi que processus cellulaires en temps réel avec une résolution spatiale élevée.

Ceci positionne NIR-II avantageusement avec d'autres petites modalités d'imagerie animales. En effet, la représentation d'IRM, d'ANIMAL FAMILIER et de CT peut reprendre des minutes aux heures pour compléter une échographie, est composé, coûteuse et s'ioniser dans le cas de l'ANIMAL FAMILIER et du CT.

En outre, ils ne peuvent pas fournir la définition de micron-écaille de la représentation de NIR-II. En conclusion, bien que la profondeur de pénétration accrue dans le deuxième hublot biologique ne permette pas la représentation par le corps humain entier comme l'IRM, l'ANIMAL FAMILIER ou le CT, sa profondeur de pénétration est idéale pour des applications telles que la petite représentation animale, le guidage chirurgical ou la résection de tumeur.

Quel est procurable en termes de technologie à ces longueurs d'onde ?

Il y a beaucoup de détecteurs infrarouges procurables sur le marché. Pour la représentation dans le deuxième hublot biologique, les appareils-photo basés d'arséniure (InGaAs) de gallium d'indium offrent la sensibilité la plus élevée. Initialement limité au domaine aérospatial et militaire, les appareils-photo d'InGaAs deviennent de plus en plus procurables aux chercheurs.

Le photon etc. empaquette ses propres moyens appareil-photo extrêmement sensible de ZephIR™ 1,7 InGaAs fonctionnant à grâce de -80°C à l'intégration d'un refroidisseur en quatre étapes de TE. Cette basse température de fonctionnement permet le dépistage de signe extrêmement - aux faibles niveaux de bruit.

Pendant que les appareils-photo infrarouges (SWIR) d'ondes courtes devenaient plus accessibles, les chercheurs ont commencé à vérifier le potentiel de fonctionner à ces longueurs d'onde pour la représentation des sciences de la vie. Ils ont constaté qu'une meilleure clarté de profondeur et d'image de pénétration pourrait être réalisée avec cette technologie, et être commencée développer les bornes biomédicales qui pourraient être employées aux longueurs d'onde correspondantes. Il est essentielle laisser ces bornes fluorescentes viser les entités biologiques.

Quelques bornes de NIR-II sont déjà disponibles dans le commerce. Bien qu'il ait été traditionnellement employé pour la représentation environ 800 nanomètre, le vert clinique d'indocyanine de teinture (ICG) s'avère avoir également une bonne émission vers 1300 nanomètre. Une partie de la force de la représentation de NIR-II est qu'elle débloque le potentiel des teintures de NIR qui ont de longs arrières d'émission dans le NIR-II en prouvant la définition indispensable pour des études de biodistribution.

Les bornes prometteuses qui actuel sont développées comprennent des petites molécules, des points de tranche de temps, des nanotubes unique-murés de carbone (SWCNT) et des nanoparticles de terre rare. Les résultats précoces indiquent que beaucoup de teintures de NIR ont de longs arrières d'émission. Un hublot supplémentaire de représentation bénéficiera maintenant grand les programmes de recherche déjà en place qui visent à effectuer les teintures fluorescentes plus visées ; la définition accrue que la représentation optique de NIR-II fournit aidera davantage des programmes de recherche de translation avec leur développement de sonde.

Le photon etc. fonctionne de pair avec les chercheurs qui développent ces bornes pour leur fournir des outils de représentation priés pour leur développement.

Nous offrons un des quelques microscopes optimisés pour la représentation infrarouge procurable jusqu'ici sur le marché, l'IMA™. Notre offre de microscopes l'option pour faire la représentation hyperspectral infrarouge, qui permettent la caractérisation rapide de la longueur d'onde d'émission des bornes multiples.

Notre encre en poudre préclinique de NIR-II, IR VIVO™, a été également développée pour accomplir la demande des chercheurs travaillant dans le deuxième hublot biologique.

Légende : Zéphire 1,7, appareil-photo du photon etc. de SWIR

Pouvez-vous nous dire au sujet de certains des exemples d'applications de la représentation de NIR-II ?

La représentation de NIR-II est idéale pour la visualisation rapide de profondément, de petites caractéristiques anatomiques avec un niveau élevé de clarté. Les exemples d'applications comprennent la représentation de flux sanguin, lymphatique ou métabolique. L'évaluation d'environnement de détection de la tumeur ou de cellules (teneur de lipide ou de microRNA, pH, température, etc.) sont d'autres exemples qui seront discutés sous peu.

Les maladies liées au flux sanguin tel que des millions périphériques d'affect de maladie artérielle de gens en Amérique. Des modèles de souris de l'ischémie sont employés pour développer des traitements pour améliorer la guérison de flux sanguin. Les études ont prouvé que la représentation de NIR-II peut être employée pour surveiller des procédés quantitativement liés microvascularization tels que la perfusion, la fréquence cardiaque ou le flux sanguin de tissu chez de petits animaux.

En effet, NIR-II permet les deux la visualisation de petits microvessels à une résolution spatiale plus haut que la représentation de μCT, et la quantification de flux sanguin à un ultrason assorti de vitesse. Ces capacités sont également appropriées pour la représentation fonctionnelle des conditions d'activité telles que le mouvement de muscle ou la réaction de cerveau aux stimulus, qui sont attentivement liés à la perfusion.

Un large éventail de bornes ou détecteurs de NIR-II sont développés pour tirer profit de la profondeur de pénétration élevée à ces longueurs d'onde. Les exemples comprennent les détecteurs de nanotube de carbone qui permettent le dépistage du teneur de lipide ou de microRNA. Selon l'environnement cellulaire, la longueur d'onde d'émission des nanotubes de carbone sera changée de vitesse et permettre ainsi la cartographie de la matière grasse en temps réel.

On lui a montré que les changements d'un régime de souris réfléchit des modifications de teneur de lipide. On s'attend à ce que pour que ceci fournisse une meilleure analyse dans le dépistage et la demande de règlement de la grosse affection hépatique. De la même manière, le teneur de microRNA peut être évalué par des commandes des vitesses de longueur d'onde. Dans de nombreux cas, les configurations spécifiques d'expression de microRNA sont de bons indicateurs de la maladie.  

Source : Galassi, T.V., Iéna, P.V., Shah, J., ao, G., Molitor, E., Bram, Y.,… Heller, D.A. (2018). Un nanoreporter optique de l'accumulation endolysosomal de lipide indique supporter des effets de régime sur les macrophages hépatiques in vivo. Médicament de translation de la Science, 10(461), 1-10. https://doi.org/10.1126/scitranslmed.aar2680

L'encre en poudre de NIR-II peut-elle recenser le cancer ? Quel choc est-ce que ceci a ?

La représentation de NIR-II peut permettre grâce de dépistage du cancer aux propriétés intrinsèques de tissu ou à l'aide des bornes visées. La profondeur et le contraste de pénétration accrus avec la représentation visible ont pu permettre la délinéation de marge de tumeur ou l'évaluation supérieure du volume tumorale.

En termes de métrique de représentation de tumeur, on lui a montré que l'emploi des bornes de NIR-II peut fournir une importante amélioration dans grâce tumeur-à-normale du rapport (T/NT) à l'autofluorescence réduit de mouvement propre et à la dispersion du tissu à ces longueurs d'onde. Ceci signifie la capacité améliorée de trouver des tumeurs aux parties.

Pour des recherches, le dépistage des tumeurs aux parties et la surveillance de leur étape progressive peuvent activer une meilleure compréhension de tumorigenèse et faciliter l'évaluation de l'efficacité de demande de règlement. NIR-II active également surveiller l'activité vasculaire, qui est étroitement liée à la croissance tumorale par l'angiogenèse.

Cliniquement, la représentation de NIR-II a le potentiel de devenir un outil hautement sensible, rapide et peu coûteux pour la résection image-guidée peropératoire de tumeur. Les bornes appropriées étant développé pour viser le cancer, la représentation de NIR-II a pu réduire l'incidence des marges chirurgicales positives et pour cette raison de la récidive de risque de cancer.

Source : Williams, R.M., Lee, C., Galassi, T.V, Harvey, J.D., Leicher, R., Sirenko, M.,… Heller, D.A. (2018). Dépistage non envahissant de biomarqueur de cancer ovarien par l'intermédiaire d'un implant optique de nanosensor. Avances de la Science, 4(4). https://doi.org/10.1126/sciadv.aaq1090

Que la représentation de NIR-II signifie-t-elle pour le contrat à terme de la représentation préclinique ?

La représentation de NIR-II portera une combinaison sans précédent de la représentation rapide, de haute résolution et de pénétration de profondeur à une communauté plus peu coûteuse et plus grande que des techniques d'imagerie précliniques actuelles.

Ceci activera pour résoudre et suivre les objectifs ou les procédés biomédicaux uniques dans tous de petits animaux, ouvrant de ce fait un hublot neuf des possibilités pour la recherche principale et biopharmaceutical.

Où peuvent nos lecteurs aller découvrir plus ?

Veuillez voir la notre page de site Web pour le système d'IR VIVO™ et l'IMA™.  

Iéna, P.V., Roxbury, D., Galassi, T.V., Akkari, L., Horoszko, C.P., l'AIEA, D.B.,… Heller, D.A. (2017). Un journaliste optique de nanotube de carbone trace le flux de lipide d'Endolysosomal. Nano d'ACS, 11(11), 10689-10703. https://doi.org/10.1021/acsnano.7b04743

Williams, R.M., Lee, C., Galassi, T.V, Harvey, J.D., Leicher, R., Sirenko, M.,… Heller, D.A. (2018). Dépistage non envahissant de biomarqueur de cancer ovarien par l'intermédiaire d'un implant optique de nanosensor. Avances de la Science, 4(4). https://doi.org/10.1126/sciadv.aaq1090

Un nanoreporter optique de l'accumulation endolysosomal de lipide indique supporter des effets de régime sur les macrophages hépatiques in vivo

In vivo un Nanosensor mesure l'exposition compartimentée de doxorubicine

Environ Émilie Beaulieu Ouellet

Un technicien biomédical par chemin de fer, Émilie Beaulieu Ouellet est scientifique d'application pour la représentation des sciences de la vie au photon etc. Pendant ses études licenciées chez Polytechnique Montréal, lui spécialisés dans le biophotonics, plus particulièrement dans le modèle des microscopes et des endoscopes.

Émilie alors fonctionné comme les biosystèmes mettent en place le spécialiste en support et le préposé du service technique pour des systèmes de microscopie aux instruments de Nikon. Il plus tard a joint le groupe de Tearney à la Faculté de Médecine de Harvard en tant que technicien optique pour le modèle et la fabrication des endoscopes pour la représentation gastro-intestinale.

Avec 10 ans d'expérience de biophotonics, plus l'exposition considérable aux applications diverses en sciences de la vie, Émilie tâche de porter les dernières innovations dans le biophotonics au marché des sciences de la vie.


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