Model 3D pentru un diagnostic mai bun al ficatului gras - Oiger
Știri din afaceri și cercetare
Prof. Marino Zerial este unul dintre directorii Institutului Max Planck pentru Biologie Celulară Moleculară și Genetică din Dresda. Este specializat în structuri hepatice și organizarea țesuturilor. Foto: Katrin Boes pentru MPI-CBG
Cercetătorii din Dresda vor să folosească modele de computer pentru a ajuta medicii să identifice boala în timp util.
Dresda, 4 decembrie 2019. Medicii și informaticienii din Dresda au dezvoltat împreună modele tridimensionale de computer ale unui ficat gras. Acest model arată medicilor diferite etape ale modificărilor hepatice și îi ajută să diagnosticheze boala. Acest lucru a fost anunțat acum de instituțiile de cercetare participante: Institutul Max Planck pentru Biologie Celulară Moleculară și Genetică din Dresda (MPI-CBG), Spitalul Universitar din Dresda (UKD) și Centrul pentru Servicii de Informații și Calcul de Performanță (ZIH) din TU Dresda.
Ficatul gras se poate dezvolta și fără alcool
În special, oamenii de știință s-au concentrat asupra „bolii hepatice grase nealcoolice” (NAFLD). Grăsimea se acumulează în ficat atunci când echilibrul insulinei din organism nu mai funcționează corect. Una din patru persoane primește o astfel de problemă mai devreme sau mai târziu. În multe cazuri, tabloul clinic este relativ inofensiv. Dar NAFLD poate duce, de asemenea, la ciroză hepatică, cancer hepatic sau insuficiență hepatică. Atunci doar un transplant poate ajuta.
Este posibil să nu arate ca un ficat pentru laic, dar oferă unui medic cu cunoștințe informații importante cu privire la faptul dacă organul pacientului s-a schimbat patologic: modelul 3D al unui ficat. Picăturile de grăsime sunt marcate cu roșu, iar rețeaua de căi biliare este verde. Fig.: Hernán Morales-Navarrete, Segovia-Miranda și alții/MPICBG
Simulările 3D de înaltă rezoluție acceptă diagnosticarea
Pentru a detecta astfel de modificări într-un stadiu incipient, medicii au prelevat anterior probe de țesut din ficatul „suspect” și au încercat să le analizeze cu imagini bidimensionale cu rezoluție foarte mică. Cât de fiabil este atunci diagnosticul depinde în mare măsură de experiența subiectivă a medicului respectiv. „Mai presus de toate, astfel de imagini nu oferă informații 3D despre structura și funcția țesuturilor”, au subliniat cercetătorii CBG.
Congestia rețelei Gallen în ficatul bolnav este mai ușor de văzut în 3D
Prin urmare, partenerii au dezvoltat modele 3D de înaltă rezoluție ale ficatului gras, care nu numai că arată geometria organului, ci și modificări funcționale. Și aici, punctul de plecare sunt probele de țesut, dar acestea sunt examinate și analizate computerizat în mod diferit. Modelul ia în considerare, de exemplu, rețeaua de sânge și fluxuri biliare prin ficat. „Am constatat că structura rețelei biliare 3D în țesutul bolnav este complet diferită”, a spus Lutz Brusch de la departamentul „Metode de calcul inovatoare” de la ZIH. „Astfel de schimbări structurale au, de asemenea, efecte funcționale decisive. Printr-o simulare personalizată a fluxului biliar, am constatat că fluxul biliar este afectat în unele zone mici ale țesutului, care este, de asemenea, cunoscut sub numele de micro-colestază. "
Cercetătorii așteaptă noi abordări terapeutice
Un astfel de „medicament de înaltă definiție” deschide calea pentru diagnosticarea bolilor precum NAFLD în stadiile incipiente, „cu mult înainte ca simptomele să apară”, a subliniat directorul CBG, Marino Zerial, care aparține și Centrului de Biologie a Sistemelor din Dresda (CSBD). „De asemenea, ne ajută să identificăm mecanismele legate de bolile moleculare”. La rândul său, acest lucru ajută la găsirea unor modalități mai bune de tratament.
Analiza tridimensională a țesutului hepatic permite acum „înțelegeri complet noi despre mecanismele bolii”, a adăugat profesorul Clinicii Universitare Jochen Hampe. In acest fel intelegem mult mai bine cum, de exemplu, fluxul de bila si progresia bolii sunt legate. Există, de asemenea, noi abordări pentru terapii. "
Publicație științifică:
Fabián Segovia-Miranda, Hernán Morales-Navarrete, Michael Kücken, Vincent Moser, Sarah
Seifert, Urska Repnik, Fabian Rost, Mario Brosch, Alexander Hendricks, Sebastian Hinz,
Christoph Röcken, Dieter Lütjohann, Yannis Kalaidzidis, Clemens Schafmayer, Lutz Brusch,
Jochen Hampean și Marino Zerial: „Modele geometrice și funcționale 3D rezolvate spațial de
țesutul hepatic uman dezvăluie noi aspecte ale progresiei NAFLD. " Medicina naturii, 2 decembrie
2019. Referință: Doi: 10.1038/s41591-019-0660-7