Název projektu : Centrum pokročilého preklinického zobrazování
Číslo a název výzvy : Výzva 3.4, Podpora infrastruktury pro výuku spojenou s výzkumem
Prioritní osa OP VaVpI : 4 – Infrastruktura pro výuku na vysokých školách spojenou s výzkumem

Registrační číslo projektu : CZ.1.05/4.1.00/16.0338
Doba realizace projektu : 2.9.2014 -31.12.2015 (příprava projektu od 3.2.2014 -1.9.2014)
Kontakt : RNDr. Luděk Šefc, CSc. – odborně-technický manažer projektu

Celková schválená výše dotace OPVaVpI : 78,139.881,20 Kč ( z toho 66,418.899,05 Kč z rozpočtu EU, 11,720.982,18 Kč ze státního rozpočtu)
Celková schválená výše dotace EDS : 36,771.708,80 Kč
Celkové skutečně vynaložené způsobilé výdaje projektu : 114,695.491,94 Kč

Jediným cílem projektu, který byl ukončen 31.12.2015, bylo vytvořit Centrum pokročilého preklinického zobrazování, které bude díky pořízení čtyř špičkových zobrazovacích přístrojů disponovat unikátní kombinací preklinických zobrazovacích metod. Přístroje, které byly pořízeny, byly sdruženy do vzniklého Centra pokročilého preklinického zobrazování a umístěny do připravených prostor ve vlastnictví Univerzity Karlovy v Praze na adrese U Nemocnice 5, Praha 2.

Objekt, kde byl projekt realizován, U Nemocnice 5, Praha 2, je ve vlastnictví příjemce dotace.

Pořízení čtyř špičkových zobrazovacích přístrojů sestávající z:

1. Magnetic particle imager
2. Kombinace PET/SPECT/CT
3. Zobrazovací cytometr
4. In vivo optický zobrazovač

a jejich propojení a nainstalování vedlo ke vzniku unikátního Centra pokročilého preklinického zobrazování, čímž byl jediný cíl projektu naplněn.

Kombinace těchto čtyř unikátních přístrojů umožňuje v preklinických experimentech zobrazit děje probíhající na úrovni organizmu, jednotlivých buněk a subcelulárních pochodů. Technologické vybavení Centra propojilo anatomické vyšetřovací metody (CT, MRI, optické in vivo zobrazení) s funkčním vyšetřením (PET, SPECT, MPI, zobrazovací cytometr). Tímto způsobem je možné nejenom lokalizovat v organizmu oblasti postižené hypoxií (ischémie) nebo místa s aktivní glykolýzou (potenciální ložiska nádoru), ale také sledovat radioaktivně (PET, SPECT) nebo paramagneticky (MPI) označené buňky a prakticky libovolné molekuly.

Výstupy projektu mají významný dopad na řadu doktorských studijních programů, obohacují pregraduální výuku, významně zvýší úroveň zapojení 1. lékařské fakulty UK do prioritních projektů mezinárodní výzkumné spolupráce a posílí kapacitu technologických transferů realizovaných fakultou v příštích letech.

Současné výzkumné a pedagogické aktivity 1. lékařské fakulty UK v Praze v oblasti preklinického zobrazování jsou podřízeny novým trendům v biomedicíně a vznik Centra je tak přímo doplnil a významně rozšířil jejich záběr. Zainteresovanými pracovišti jsou v současnosti Anatomický ústav, Ústav biochemie a experimentální onkologie, Ústav biofyziky a informatiky, Fyziologický ústav, Ústav patologické fyziologie, Farmakologický ústav, Ústav nukleární medicíny, Ústav imunologie a mikrobiologie, Ústav dědičných metabolických poruch, Ústav buněčné biologie, Ústav klinické biochemie a laboratorní diagnostiky, Klinika dětského a dorostového lékařství, I. interní klinika, III. interní klinika, Klinika plastické chirurgie a Klinika oftalmologie VFN (všechny zmíněné kliniky provádějí výuku a figurují i v seznamu pracovišť 1. LF). Vzniklo tak mezinárodně významné pracoviště, jehož technologická výbava se stala unikátní v České republice a obstojí v nejpřísnějším světovém srovnání.

Zřízení Centra významně zvýšilo participaci UK v Praze v projektu EUROBIOIMAGING (dále EUBIO), což zejména v době udržitelnosti umožní širší kontakty s mezinárodní vědeckou komunitou, přístup k využití technologií umístěných na partnerských mezinárodních pracovištích a zvýšení potenciálu na transfer znalostí. Centrum se stává součástí konsorcia CzechBioImiging, které reprezentuje Českou republiku v projektu EUROBIOIMIGING.

Vznik Centra pokročilého preklinického zobrazování dále v době udržitelnosti umožní výzkumným týmům 1. lékařské fakultě UK dosáhnout na významné výzkumné a vědecké projekty (např. OP VVV), rozšířit jejich participaci v mezinárodních projektech a spolupráci.

Cíl projektu byl jednoznačně naplněn, byla pořízena unikátní technologie, kterou do té doby Univerzita Karlova v Praze nedisponovala. Pořízené vybavení bude využíváno k náročnému výzkumu a plně splňuje požadavky na konkurenceschopnost v mezinárodním měřítku.

K naplnění výše uvedených cílů projektu bylo pořízeno následující přístrojové vybavení:

1. Magnetic particle imager – zobrazovač magnetických částic

Magnetic particle imager (MPI) - zobrazovač magnetických částic je přístroj, který na základě tomografické metody využívá techniku detekce superparamagnetických nanočástic pomocí sledování jejich remagnetizace v oscilujícím magnetickém poli. Tento signál pak vizualizuje na pozadí anatomického MRI zobrazení. Metoda nepůsobí sledovanému objektu radiační zátěž ani nevyžaduje použití potenciálně alergizujících jódových sloučenin ke zvýšení kontrastu. Byly publikovány práce, kdy se využívala standardní NMR ke sledování paramagneticky označených buněk. MPI technologie na rozdíl od MRI měří koncentraci paramagnetických částic přímo a tím dosahuje daleko větší citlivosti. Navíc jeden kompletní tomografický MRI záznam trvá i desítky minut oproti 20 ms u MPI. Proto MPI vyšetření umožňuje on-line sledování dynamických dějů.

Magnetic particle imager dodaný firmou BRUKER BIOSPIN MRI GMBH plně vyhověl svými parametry požadavkům a jeho užívání přispělo plnění plánovaných cílů.

Přístroj byl dodán 27.11.2015 po opakovaně vyhlašovaném otevřeném nadlimitním řízení.

2. Kombinace PET/SPECT/CT – zobrazovací systém

Kombinace rentgenové tomografie (CT) spolu s radiodiagnostickými metodami (PET, SPECT) umožňuje na anatomickém pozadí identifikovat molekulární mechanismy pomocí radioizotopového značení podávaných sloučenin. Má rozsáhlé využití ve farmakokinetice, farmakodynamice, studiu proteinové a genové exprese, v metabolických studiích, v toxikologii apod. Významná je možnost použít na CT pozadí obě další technologie. SPECT umožní levnější možnost sledování radioaktivně označených molekul, protože potřebné izotopy mají delší poločas rozpadu a dají se využít pro mnoho následných experimentů. Tam, kde je potřeba větší rozlišení, nastupuje technologie PET. Ta je mnohem přesnější, její nevýhodou je však potřeba použití radioizotopů s velmi krátkou dobou rozpadu, dají se tedy využít jen pro pokusy probíhající v krátkém (cca 24 hod.) rozmezí. To samozřejmě znamená dražší provoz a tím vyšší náklady na jeden experiment.

Zobrazovací systém PET/SPECT/CT se soutěžil společně s in vivo optickým zobrazovačem, protože obě zařízení musí být navzájem kompatibilní a z důvodu možnosti vzájemného propojení je důležité, aby byly dodány jedním dodavatelem.

Zařízení bylo dodáno firmou BRUKER BIOSPIN MRI GMBH dne 9.12.2015, tomu předcházela náročná příprava a realizace ve vyhlašovaném výběrovém řízení.

Svými parametry dodaná technologie plně vyhověla cílům projektu.

3. Zobrazovací cytometr

Průtokový cytometr ImageStream X MarkII je unikátní systém kombinující průtokovou cytometrii a mikroskopii: tj. schopnost analýzy velkého množství buněk, až stovky tisíc buněk, v krátkém čase (průtoková cytometrie) a možnost morfologické analýzy buněk a lokalizace signálu (mikroskopie). Přístroj analyzuje jednotlivé buňky na základě fluorescenční intenzity, distribuce fluorescenčních značek a morfologie. Analytický software přístroje umožňuje kvantitativně vyhodnotit změny intenzity fluorescence, lokalizovat fluorescenci do buněčných kompartmentů, vizualizovat a měřit morfologické změny buňky. Přístroj je dále schopen rozlišit buněčné populace a morfologické změny buněk, které jsou s použitím konvenčního průtokového cytometru neodlišitelné, vizualizovat nitrobuněčné procesy a analyzovat buněčné interakce. Na rozdíl od klasické optické mikroskopie umožňuje analýzu velkého množství buněk a identifikaci raritních buněčných populací. Spojení průtokové cytometrie a mikroskopie přináší řadu výhod při analýze buněčných populací oproti postupné analýze odděleně každou z těchto metod. Přístroj je schopen analyzovat objekty do max. velikosti 120 x 256 µm a je tudíž využitelný i pro analýzu buněčných interakcí.

Zobrazovací cytometr dodaný firmou BioTech a.s. dne 6.2.2015 naplnil svými parametry požadavky a jeho užívání přispělo plnění plánovaných cílů.

4. In vivo optický zobrazovač

Pořízený zobrazovač má temnou komoru s možností umístění uspaného laboratorního zvířete (myš, potkan). Součástí je monitorování anesteze a možnost temperace, aby nedošlo k úhynu zvířete podchlazením. Přístroj má silný zdroj širokospektrého záření od NIR (near infra red) po NUV (near UV). Samozřejmostí je možnost filtrovat toto světlo na požadovanou vlnovou délku, která vybudí příslušný fluorescenční signál v pozorovaném objektu. Citlivá kamera tento emitovaný signál zachytí. V případě chemiluminiscence vzniká signál bez vnějšího nasvícení chemickou reakcí. Aby bylo možno místo se signálem lokalizovat, vyrobí se další snímek ve viditelném světle a také rentgenový snímek. Tyto snímky jsou pak složeny ve výsledný obraz. Přístroj má také možnost snímkovat uspané zvířete z různých úhlů (až 360°), protože emitovaný signál může být více filtrován jednotlivými tkáněmi,

Velkou výhodou je možnost uspané vyšetřované objekty umístit do takového fixačního zařízení, které umožní jejich vyšetření více dostupnými technikami (CT/PET/SPECT, MRI, MPI, optické zobrazení). To umožní vzájemné překrytí obrazů získaných jednotlivými technikami a kolokalizaci naměřených dějů.

In vivo optický zobrazovač se soutěžil společně se zobrazovacím systémem PET/SPECT/CT, protože obě zařízení jsou na sobě kompatibilní a z důvodu vzájemného propojení je důležité, aby byly dodány jedním dodavatelem. – viz bod 2. výše.

Zařízení bylo dodáno firmou BRUKER BIOSPIN MRI GMBH dne 9.12.2015, tomu předcházela náročná příprava a realizace ve vyhlašovaném výběrovém řízení.

Svými parametry dodaný přístroj plně vyhověl cílům projektu.

Všechny plánované přístroje a technologie byly zakoupeny, dodány, instalovány a po odzkoušení uvedeny do provozu. K odchylkám oproti plánu nedošlo.

Jejich pořízením a sloučením vzniklo na 1. lékařské fakultě UK unikátní pracoviště, které významnou měrou zapojí v oblasti základního i aplikovaného výzkumu.

Projekt l. lékařská fakulta UK hodnotí jako vysoce úspěšný.

http://www.opvavpi.cz/