PET/CT diagnostics of the bladder wall barrier function disorders using cystoscopic and ultrastructural 3D reconstructions (pilot study)

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Aim – to evaluate the bladder wall barrier dysfunction using 11C-choline positron emission tomography/computed tomography using 3D reconstructive techniques based on visual cystoscopy and scanning electron microscopy of bladder wall tissue biopsy specimens at 6000x magnification.

Material and methods. The study was based on four clinical observations of patients with varying degrees of inflammatory changes in the bladder. In patients with bladder wall inflammation, digital PET/CT metabolic activity indices were compared with visual cystoscopic and ultrastructural 3D reconstructions.

Results. PET/CT indices of standardized 11C-choline uptake in the bladder wall correlated with 3D ultrastructural manifestations of the bladder wall barrier dysfunction across all layers, as well as with visual 3D cystoscopic changes in the mucosa during inflammation. 11C-choline PET/CT combined with advanced 3D reconstruction methods demonstrates high potential for a more accurate diagnosis and monitoring of urological diseases associated with bladder barrier dysfunction.

Conclusion. The integration of PET/CT data with cystoscopic and ultrastructural 3D reconstructions is a promising approach for a comprehensive assessment of bladder barrier function and enables the identification of underlying pathological processes at various levels. This integrated approach allows for increased diagnostic accuracy for inflammatory and destructive processes and optimizes treatment options. The introduction of such high-tech approaches into urological practice can significantly improve the quality of care for patients with inflammatory bladder pathologies.

About the authors

Grigorii V. Zubik

Tyumen State Medical University

Author for correspondence.
Email: grisha.zubik@mail.ru
ORCID iD: 0009-0005-1333-2922

research intern of the Institute of Clinical Medicine

Russian Federation, Tyumen

Boris A. Berdichevsky

Tyumen State Medical University

Email: doktor_bba@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-9414-8510

MD, Dr. Sci. (Medicine), Professor, Professor of the Department of Pediatric Surgery with a Course in Urology and Andrology

Russian Federation, Tyumen

Artem R. Gonyaev

Mother and Child Clinical Hospital

Email: a.gonyaev25@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-1619-4714

MD, Cand. Sci. (Medicine), Head of the Department of Operative Urology

Russian Federation, Tyumen

Irina V. Pavlova

Tyumen State Medical University

Email: iraena@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-5079-430X

MD, Cand. Sci. (Medicine), Urologist, doctoral student of the Department of Pediatric Surgery with a Course in Urology and Andrology

Russian Federation, Tyumen

Daniil A. Uchaev

SUSU National Research University

Email: uchaevda@susu.ru
ORCID iD: 0000-0002-8623-4769

Researcher of Electron Microscopy Department of the Nanotechnology Research and Education Center

Russian Federation, Chelyabinsk

Mikhail A. Korabelnikov

Medical City Clinical Medical Center

Email: kma_doc@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-6020-2489

Radiologist of the Radiology Center

Russian Federation, Tyumen

References

  1. Jafari NV, Rohn JL. The urothelium: a multi-faceted barrier against a harsh environment. Mucosal Immunol. 2022;15(6):1127-42. DOI: 10.3569310.1038/s41385-022-00565-0
  2. Hou C, Gu Y, Yuan W, et al. Construction of a three-dimensional urothelium on-chip with barrier function based on urinary flow microenvironment. Biofabrication. 2023;15(3). doi: 10.1088/1758-5090/acc4ec
  3. Wu SY, Jiang YH, Jhang JF, et al. Inflammation and barrier function deficits in the bladder urothelium of patients with chronic spinal cord injury and recurrent urinary tract infections. Biomedicines. 2022;10(2):220. DOI: 10.3569310.3390/biomedicines10020220
  4. Berdichevsky BA, Zubik GV, et al. The role of the urethral barrier in the manifestation of bacterial infections. Ural University Medicine. 2024;10(4):7-9. (In Russ.). [Бердичевский Б.А., Зубик Г.В., и др. Роль уретелиального барьера в манифестации бактериальных инфекций. Университетская медицина Урала. 2024;10(4):7-9]. URL: https://www.tyumsmu.ru/upload/iblock/db9/ip6anvu8n102yg8cke078yc8xqxt32b2/%D0%A3%D0%9C%D0%A3%202024-4%20(%D1%82.10,%2038).pdf
  5. Birder L, Andersson KE. Urothelial signaling. Physiol Rev. 2013;93(2):653-80. DOI: 10.3569310.1152/physrev.00030.2012
  6. Xu Z, Zhu H, Wang H. Segmentation of the urothelium in optical coherence tomography images with dynamic contrast. J Biomed Opt. 2021;26(8):086002. DOI: 10.3569310.1117/1.JBO.26.8.086002
  7. Fry CH, Vahabi B. The role of the mucosa in normal and abnormal bladder function. Basic Clin Pharmacol Toxicol. 2016;119(3):57-62. DOI: 10.3569310.1111/bcpt.12626
  8. Shormanov IS, Kulikov SV, Soloviev AS. Functional morphology of the bladder and its vascular system in relation to age changes and evolution of BPH. Urologiia. 2023;(1):20-27. [Шорманов И.С., Куликов С.В., Соловьев А.С. Функциональная морфология мочевого пузыря и его сосудистой системы в аспектах возрастных изменений и эволюции ДГПЖ. Urologiia. 2023;(1):20-27]. doi: 10.18565/urology.2023.1.20-27
  9. Trostorf R, Morales-Orcajo E, Siebert T, Böl M. Location- and layer-dependent biomechanical and microstructural characterisation of the porcine urinary bladder wall. J Mech Behav Biomed Mater. 2021;115:104275. DOI: 10.3569310.1016/j.jmbbm.2020.104275
  10. de Jong BW, Bakker Schut TC, Wolffenbuttel KP, et al. Identification of bladder wall layers by Raman spectroscopy. J Urol. 2002;168(4 Pt 2):1771-8. DOI: 10.3569310.1097/01.ju.0000030059.28948.c6
  11. van Ginkel C, Hurst RE, Janssen D. The urothelial barrier in interstitial cystitis/bladder pain syndrome: its form and function, an overview of preclinical models. Curr Opin Urol. 2024;34(2):77-83. DOI: 10.3569310.1097/MOU.0000000000001147
  12. Pandey A, Chaudhary S, Singh CB, et al. PET Imaging in Renal Inflammation: Insights into Diagnosis and Disease Progression. J Nucl Med. 2025;66(1):251736. URL: https://jnm.snmjournals.org/content/66/supplement_1/251736
  13. Jiao H, Qiu Y, Chen Z, et al. Multiple metabolic analysis of [18F]FDG PET/CT in patients with kidney disease. Heliyon. 2025;11(4):e42522. DOI: 10.3569310.1016/j.heliyon.2025.e42522

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2025 Zubik G.V., Berdichevsky B.A., Gonyaev A.R., Pavlova I.V., Uchaev D.A., Korabelnikov M.A.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».