Unikátní optický tomograf usnadní cestu k novým objevům

Praha - Fyziologický ústav (FGÚ) Akademie věd dnes slavnostně uvedl do provozu unikátní optický projekční tomograf Bioptonics OPT Scanner 3001. Jeho hlavním úkolem je vytvářet trojrozměrné obrazy a videa především živočišných a rostlinných tkání, orgánů a menších organismů. Jde například o embrya, drobné vyvíjející se orgány, celé drobné živočichy nebo části lidských těl, listy, plody a rostlinná pletiva.

Zobrazení 3D živých struktur je podle Františka Vyskočila z FGÚ neocenitelné zvláště při studiu zárodečného vývoje či degenerativních stavů. Standardní zobrazovací techniky jsou spojeny s pracným řezáním stovek tenkých řezů vzorkem. Teprve potom následovala počítačová rekonstrukce dat do 3D modelu.

Výhoda OPT tkví podle Vyskočila v tom, že studovaný objekt není třeba půlit nebo jemně řezat na plátky, které by pak bylo třeba dále různě barvit. Při OPT se preparáty drobných rozměrů mohou předem „obarvit“ jako celek. Je možné v nich zviditelnit určité typy buněk, uvnitř i vně buněk se mohou zobrazit funkční a strukturální bílkoviny nebo DNA a RNA bez dalšího mechanického zpracování. Tím se odstraní rizika poškození materiálu a zkreslení údajů.

Biologické objekty mají obvykle nízkou průsvitnost, proto se nejprve sytí zvláštním optickým projasňovačem - Murrayovým roztokem. Ten postupně nahradí vodu v buňkách a mezibuněčném prostoru. Má vysoký index lomu, který je blízký indexu lomu světla tkání. Výsledkem je průsvitný až průhledný biologický preparát, který se pak upevní na otáčející se držák a postupně se prosvěcuje světlem o potřebné vlnové délce. Vědci tak získají projekce pro jednotlivé úhly natočení v rozsahu 360 stupňů.

Jsou-li některé části preparátu označeny nebo obarveny fluorescenční značkou, vyzařují světlo s posunutou vlnovou délkou. Například takto zvýrazněné ledvinové kanálky se počítačově rekonstruují do fluorescenčního 3D obrazu či videa.

Ve srovnání se standardními metodami přináší OPT především přesnější vizualizaci. Takto získané informace lze dávat do souvislostí a předpovídat jejich změny. Umožňuje to pochopit, co se odehrává nebo odehraje ve sledovaném objektu.

Trojrozměrné zobrazení slouží také při biomedicínském vzdělávání a slouží k přesnější diagnostice. OPT skener může odhalit dosud neviděný vznik a postup onemocnění, znázorňovat vliv léčby, případně odhalit její vedlejší účinky.