Las biopsias son un estándar de oro para el diagnóstico definitivo de enfermedades como el cáncer. Por lo general, los médicos solo pueden tomar instantáneas bidimensionales del tejido y tienen una capacidad limitada para medir los niveles de proteínas que podrían explicar mejor un diagnóstico.
Pero ahora, los investigadores han desarrollado un nuevo método para adquirir atlas tridimensionales de tejido que proporcionan mucha más información, incorporando tanto datos sobre la estructura del tejido como su perfil molecular. Informan sus resultados en la revista Biomicrofluídica , de AIP Publishing.
"A veces, no es obvio por una sola porción bidimensional si hay metástasis local", dijo Jeremiah Zartman, profesor asistente en el Departamento de Ingeniería Química y Biomolecular de la Universidad de Notre Dame ". Tener tres-la información dimensional podría hacer las cosas menos ambiguas en algunos casos "
En los métodos convencionales, los patólogos suelen tomar cortes delgados y bidimensionales del tejido y usan hematoxilina y eosina H&E para teñir las células. La hematoxilina se vuelve azul en los núcleos mientras que la eosina se vuelve rosa en otros componentes celulares, lo que permite a los médicos ver la estructura celular yidentificar signos de cáncer. Es el estándar de oro para diagnosticar el cáncer y otras enfermedades, dijo Zartman.
Pero tiene limitaciones. Una imagen plana no puede revelar nada sobre la forma y la curvatura del tejido, y el proceso inevitablemente destruye parte de la muestra. A veces no hay mucha muestra, y los médicos pueden querer limitarla cantidad porque las biopsias pueden ser dolorosas para el paciente.
Las rebanadas bidimensionales también limitan la cantidad de información que se puede extraer. Si los médicos o investigadores desean identificar la ubicación de proteínas específicas etiquetándolas con un tinte, por ejemplo, solo pueden hacerlo por unos pocos a la vez debido alas limitaciones de los microscopios fluorescentes. Si desean datos sobre proteínas adicionales, necesitarían otra rebanada.
La nueva técnica, sin embargo, evita estas deficiencias. Es un enfoque microfluídico, en el que la muestra se coloca dentro de una pequeña cámara en un chip transparente no mucho más grande que una moneda de diez centavos. El recinto permite que el tejido mantenga su forma y estructura, lo quepermite múltiples rondas de tinción e imagen.Los canales estrechos permiten inyectar soluciones químicas en el tejido.
Esas soluciones permiten a los médicos o investigadores observar el tejido. Primero, tienen que eliminar los lípidos, un tipo de molécula grasa que hace que el tejido sea opaco. Luego, pueden usar tintes fluorescentes para etiquetar proteínas específicas que podrían ser marcadores de enfermedadesDebido a que la muestra se conserva en el chip, los investigadores pueden eliminar esas manchas, utilizando un método llamado enfriamiento rápido, y etiquetar otro conjunto de proteínas. En principio, dijo Zartman, los investigadores pueden repetir este proceso y producir un arco iris de colores que identifiquen el pariente.cantidades de docenas de proteínas dentro de las células en todo el tejido.
El chip también proporciona almacenamiento a largo plazo de la muestra, lo que permite el análisis mucho más tarde. Su tamaño compacto requiere cantidades más pequeñas de productos químicos, lo que podría reducir los costos. Los diseños futuros incluirán dispositivos de control para automatizar el análisis de tinción.El médico o investigador simplemente tomaría el chip y lo insertaría en sus instrumentos, lo encendería y recolectaría los datos.
Si bien los aspectos individuales del método no son nuevos, su singularidad proviene de unir todo ". Combina diferentes enfoques en una sola plataforma para permitir la obtención de imágenes tridimensionales de microbiopsias que proporcionan un rico conjunto de datos", dijo Zartman.
Hasta ahora, un equipo de investigadores, incluidos David Hoelzle, Siyuan Zhang y Zartman, todos en Notre Dame, han realizado una demostración de prueba de principio. Sus experimentos, en los que utilizaron diferentes manchas en múltiples tipos deEl tejido de los ratones muestra que las imágenes tridimensionales se pueden convertir en rodajas que coinciden cualitativamente con las imágenes convencionales de biopsias, facilitando la transición a la nueva técnica. Los investigadores ahora están modificando el proceso para trabajar con otros tejidos archivados, desarrollando un sistema automatizadoproceso y planifique teñir más proteínas a la vez para proporcionar un mapa detallado que transmita las formas de las células y los niveles de proteínas dentro del tejido.
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Materiales proporcionados por Instituto Americano de Física . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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