Ультразвуковая визуализация давно и успешно применяется в медицинских исследованиях, но использование этого метода для работы с мелкими лабораторными животными было до недавнего времени осложнено тем, что размеры объектов таких исследований требуют высокой разрешающей способности ультразвукового оборудования.
Новейшая ультразвуковая платформа радикально решает эту задачу: прибор обладает разрешением, десятикратно превышающим разрешение клинических ультразвуковых систем, и позволяет проводить длительные эксперименты с участием больших групп подопытных животных. Этот высокоточный, многорежимный инструмент позволяет проводить доклинические исследования на самом высоком уровне.
Младший научный сотрудник Борис Курбатов демонстрирует принцип работы новой УЗИ-платформы
- Наша лаборатория использует в своей работе несколько моделей разных кардиологических заболеваний, воспроизводимых на крысах: например, острый инфаркт миокарда, - рассказывает Наталья Нарыжная, д-р мед. наук, ведущий научный сотрудник лаборатории экспериментальной кардиологии НИИ кардиологии Томского НИМЦ. – На сегодняшний день ни одна виртуальная модель не может пока в полной мере воспроизвести влияние внешних и внутренних факторов, действующих на исследуемую биологическую систему. Поэтому, к сожалению, избежать исследования на животных невозможно. Однако уменьшить количество используемых животных - наша задача.
Ультразвуковая платформа Vevo 3100 LT - это оригинальный, «умный» инструмент, который позволяет нам оценивать насосную функцию сердца прижизненно (in vivo) при экспериментальном инфаркте миокарда, постинфарктном ремоделировании сердца, стресс-индуцированном повреждении сердца и при использовании других экспериментальных моделей в условиях лаборатории на мелких лабораторных животных.
Почти как у людей
- Сердце крысы очень похоже на сердце человека: и по геометрии, и по анатомии они схожи. Но есть существенное различие: у человека частота сердечных сокращений в среднем составляет 80-150 ударов в минуту, а у крысы в покое 360 ударов, - говорит Леонид Маслов, д-р медицинских наук, профессор, заведующий лабораторией. – Поэтому, конечно, УЗИ-прибор для лабораторных животных отличается от УЗИ-прибора для людей. Главным отличием является частота, с которой датчик способен подавать и принимать ультразвуковой сигнал – в приборе Vevo 3100 LТ частота датчика составляет от 10 до 23 МГц, что в 2 раза превосходит этот показатель для клинического прибора. Для ультразвукового исследования сердца крысы мы используем частоту 15 МГц и можем эффективно оценивать важный параметр миокарда – его сократимость. Это поможет нам продолжить исследования по разработке новых препаратов, которые не только устранят аритмию или снизят размер инфаркта, но и будут улучшать насосную функцию сердца. Одно из перспективных направлений, для которого необходим новый УЗИ-сканер, – изучение стрессорного повреждения сердца у крыс. До нас это направление никто не развивал.
Рассказывает Александр Мухомедзянов, к.м.н., научный сотрудник лаборатории:
- В лаборатории экспериментальной кардиологии уже несколько лет идет разработка пептидных препаратов для защиты от ишемического и реперфузионного повреждения миокарда и нарушений ритма. Уже получено порядка 15 патентов на кардиопротекторные и антиаритмические средства и разрабатываются новые. Мы работаем в тандеме с химиками ряда российских институтов, в том числе с нашим Томским политехническим университетом и Филиалом Института биоорганической химии им. Академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН. Одна из таких разработок поддержана грантом РНФ (№ 23-65-10017). Известно, что многие кардиопротекторные средства обладают отрицательным инотропным эффектом: они защищают миокард, но при этом его сократимость падает. Мы разработали соединение, которое защищает миокард как при профилактическом введении, так и при реперфузии сердца. Мы показали на модели изолированного сердца крысы, что соединение не снижает сократительную способность миокарда. Теперь этот факт нужно подтвердить с использованием нового УЗИ-аппарата при динамическом наблюдении уже при жизни животного.
- В 2023 году Томский НИМЦ получит 227 млн руб. на обновление приборной базы
- В 2022 году центр закупил научное оборудование на 203,7 млн руб.
Полный текст материала на сайте НИИ кардиологии Томского НИМЦ