Desarrollo disciplinario de imágenes moleculares
Precisamente porque las diversas tecnologías de imágenes tienen sus propias ventajas, desventajas y diversas dificultades, a menudo se requieren intersecciones y cooperación interdisciplinarias y de múltiples ángulos. Esto requiere que las ciencias de la vida propongan soluciones urgentes también desde el nivel molecular. Requiere de disciplinas como la física, la química, la bionumérica y la informática desarrollar teorías y tecnologías adaptadas a la investigación de imágenes moleculares y aplicarlas en este campo. Al mismo tiempo, es necesario combinarlo con la nanociencia y la tecnología más modernas y de vanguardia. Sin embargo, la falta de cooperación multidisciplinaria se ha convertido en un cuello de botella que obstaculiza el desarrollo de las imágenes moleculares, especialmente la falta de comunicación y cooperación con disciplinas relacionadas como la biología, la química, la física, la ingeniería y la informática. Por ejemplo, el diseño, la preparación y el análisis de caracterización de sondas moleculares requieren una estrecha cooperación de expertos en bioingeniería, bioquímica y otros campos relacionados.
Por lo tanto, los expertos interdisciplinarios primero deben sentarse juntos y buscar objetivos de interés común, que incluyan importancia clínica y fundamentos preliminares, tales como: MRI, CT, PET, ultrasonido deben centrarse en ciertos aspectos; , como los anticuerpos. En segundo lugar, para mejorar la eficiencia de la investigación colaborativa, es necesario formar un grupo de investigación fijo, aclarar la división de responsabilidades laborales y aclarar los nodos de tiempo. El segundo paso es la garantía de financiación. Así como los respectivos enfoques de los artículos publicados por ***. ¿Todo lo anterior requiere un acuerdo por escrito? Sólo solucionando esto podremos avanzar mejor; de lo contrario, la eficiencia no será alta. En este punto, el desarrollo de la medicina por imágenes ha ido formando gradualmente tres campos principales: Imágenes médicas clásicas: principalmente rayos X, tomografía computarizada, resonancia magnética, ecografía, etc., que muestran la estructura anatómica y las funciones fisiológicas del cuerpo humano. en el campo de radiología intervencionista Imágenes moleculares: principalmente equipos de resonancia magnética, PET, imágenes ópticas y de imágenes de animales pequeños, que se pueden utilizar para imágenes a nivel molecular. Los tres son un todo estrechamente vinculado, se corroboran entre sí y colaboran entre sí. Gracias a la radiología intervencionista, el gen objetivo puede llegar al sitio objetivo con mayor precisión y el efecto terapéutico y la expresión genética se pueden mostrar directamente a través de equipos de imágenes moleculares. Las imágenes moleculares han promovido en gran medida el desarrollo de la medicina por imágenes y están estrechamente relacionadas con las imágenes médicas tradicionales. Por ello, algunos fabricantes de dispositivos médicos han desarrollado productos correspondientes, como el Biograph 16 TruePoint (sistema de tomografía computarizada y de emisión de positrones) de Siemens, un sistema de imágenes por fusión y un software de aplicación de última generación que permite a los investigadores identificar procesos biológicos específicos y controlar la eficacia de los compuestos. y medir la progresión de la enfermedad en tiempo real promueve la investigación básica y el desarrollo de fármacos, lo que permite que la medicina por imágenes pase del estudio de la anatomía y las funciones fisiológicas tradicionales a las imágenes a nivel molecular para explorar los cambios en el nivel molecular de las enfermedades. formación de nuevos modelos médicos y de salud humana. Concepto de imágenes moleculares Comparación entre imágenes moleculares e imágenes tradicionales Desde la invención de los rayos X, el desarrollo de la tecnología de imágenes médicas ha pasado aproximadamente por tres etapas: imágenes estructurales, imágenes funcionales e imágenes moleculares. La aparición de la tecnología de imágenes médicas (incluidas las imágenes estructurales y las imágenes funcionales) y los equipos modernos de imágenes médicas (como la tomografía computarizada por TC, la resonancia magnética por resonancia magnética, la tomografía computarizada por rayos X, la PET y el ultrasonido B) ha provocado cambios revolucionarios en los métodos de diagnóstico médico tradicionales. han tenido lugar. Sin embargo, con la finalización de la secuenciación del genoma humano y el advenimiento de la era posgenómica, existe una necesidad urgente de explorar los mecanismos de desarrollo de enfermedades (especialmente enfermedades malignas) desde los niveles celular, molecular y genético, y de monitorear la aparición de lesiones antes de que aparezcan los síntomas clínicos. Esto permite la alerta temprana y el tratamiento de enfermedades y mejora el efecto terapéutico de la enfermedad. Por ello, en 1999, Weissleder et al. de la Universidad de Harvard en Estados Unidos propusieron el concepto de imágenes moleculares: aplicar métodos de imágenes para realizar investigaciones cualitativas y cuantitativas sobre procesos biológicos in vivo a nivel celular y molecular. Es una tecnología de imágenes médicas que utiliza moléculas específicas del cuerpo como contraste de imágenes. Puede mostrar directamente procesos fisiológicos y patológicos a nivel celular o molecular a través de imágenes de cuerpos humanos o animales reales y completos. Construye un puente entre la biología molecular y la medicina clínica. Está calificado por la Asociación Médica Estadounidense como uno de los diez campos fronterizos de la ciencia médica con mayor potencial de desarrollo en el futuro. Es la imagen médica en el siglo XXI.
Las imágenes tradicionales se basan principalmente en métodos de imágenes no específicos para examinar enfermedades, como las diferencias en las propiedades físicas de diferentes tejidos (como la absorción de tejido, la dispersión, la densidad de protones, etc.), o desde un Desde una perspectiva fisiológica (como cambios en la velocidad del flujo sanguíneo) para identificar enfermedades, muestra el efecto final de los cambios moleculares y no puede mostrar la relación entre los cambios moleculares y las enfermedades.
Por lo tanto, las anomalías sólo pueden descubrirse cuando se producen cambios estructurales patológicos o anatómicos obvios en el cuerpo. Aunque la resolución de la imagen continúa mejorando, si se descubre una enfermedad en este momento, se pierde la mejor oportunidad de tratamiento. Sin embargo, con la ayuda de sondas moleculares específicas, las imágenes moleculares se centran en los cambios básicos de la enfermedad y las anomalías a nivel molecular genético, en lugar de los efectos finales de los cambios genéticos y moleculares. No solo puede mejorar el nivel de diagnóstico clínico y. tratamiento de enfermedades, pero lo más importante es que se espera descubrir enfermedades a nivel molecular y lograr verdaderamente un diagnóstico temprano. La obtención de imágenes moleculares ya no es un cambio tecnológico único, sino una integración de varias tecnologías, que pueden tener un impacto revolucionario en los modelos médicos modernos y futuros.
Las ventajas de las imágenes moleculares se pueden resumir en tres puntos: Primero, la tecnología de imágenes moleculares puede convertir procesos complejos como la expresión genética y la transmisión de señales biológicas en imágenes intuitivas, lo que permite a las personas comprender mejor los mecanismos y características. de la enfermedad a nivel molecular y celular; en segundo lugar, puede detectar mutaciones moleculares y celulares y cambios patológicos en las primeras etapas de la enfermedad; en tercer lugar, puede observar continuamente el mecanismo y el efecto de los fármacos o la terapia génica in vivo; Generalmente, existen dos formas de detectar células moleculares humanas in vitro e in vivo. La tecnología de imágenes moleculares, como método de detección in vivo, tiene la ventaja de que puede obtener imágenes tridimensionales de células moleculares humanas de forma continua, rápida y a larga distancia. , y sin daños. Puede revelar las características biológicas moleculares tempranas de las lesiones, promover el diagnóstico y tratamiento tempranos de enfermedades y también introducir nuevos conceptos para el diagnóstico clínico.