Un nuevo sistema de microscopio puede obtener imágenes de tejido vivo en tiempo real y con detalles moleculares, sin químicos ni colorantes, informan investigadores de la Universidad de Illinois.
El sistema utiliza pulsos de luz adaptados con precisión para obtener imágenes simultáneamente con múltiples longitudes de onda. Esto permite a los investigadores estudiar procesos concurrentes dentro de las células y los tejidos, y podría proporcionar a los investigadores del cáncer una nueva herramienta para rastrear la progresión tumoral y a los médicos una nueva tecnología para la patología del tejido ydiagnóstico
En la revista, los investigadores detallaron la técnica, llamada microscopía multiarmónica de autofluorescencia simultánea sin etiquetas Comunicaciones de la naturaleza .
"La forma en que hemos estado eliminando, procesando y manchando tejido para diagnosticar enfermedades se ha practicado de la misma manera durante más de un siglo", dijo el líder del estudio, el Dr. Stephen Boppart, profesor de bioingeniería e ingeniería eléctrica e informática en Illinois y unmédico ". Con los avances en técnicas de microscopía como la nuestra, esperamos cambiar la forma en que detectamos, visualizamos y controlamos enfermedades que conducirán a mejores diagnósticos, tratamientos y resultados".
La microscopía SLAM difiere de la patología tisular estándar de varias maneras. Primero, se usa en el tejido vivo, incluso dentro de un ser vivo, lo que le permite ser utilizado para el diagnóstico clínico o para guiar la cirugía en el quirófano. Segundo,no utiliza colorantes ni productos químicos, solo luz. El procedimiento estándar consiste en extraer una muestra de tejido y agregar manchas químicas, que pueden ser un proceso largo, y los productos químicos pueden alterar las células.
Si bien se han desarrollado otras técnicas de imagen sin manchas, por lo general solo visualizan un subconjunto de señales, midiendo firmas biológicas o metabólicas específicas, dijo el estudiante graduado Sixian You, el primer autor del artículo. Mientras tanto, la microscopía SLAM simultáneamente recolecta múltiples contrastesde células y tejidos, capturando detalles a nivel molecular y dinámicas como el metabolismo.
En el estudio más reciente, el grupo de Boppart observó los tumores mamarios en ratas, junto con el entorno del tejido circundante. Gracias a los datos simultáneos, pudieron observar el rango de dinámica a medida que los tumores progresaban y cómo interactuaban los diferentes procesos.
"Sabemos que el tumor está allí, pero los tumores apoyan un ecosistema completo en el tejido", dijo. "Reclutan células sanas para apoyarlos. SLAM nos permite tener una imagen completa de este microambiente tumoral en constante evolución en el subcelular, niveles moleculares y metabólicos en animales vivos y tejido humano. Monitorear ese proceso puede ayudarnos a comprender mejor la progresión del cáncer, y en el futuro podría conducir a un mejor diagnóstico de qué tan avanzado está un tumor y mejores enfoques terapéuticos destinados a detener la progresión ".
Los investigadores vieron que las células cercanas al tumor tenían diferencias en el metabolismo y la morfología, lo que indica que las células habían sido reclutadas por el cáncer. Además, observaron que los tejidos circundantes creaban infraestructura para soportar el tumor, como el colágeno y los vasos sanguíneos.También vieron la comunicación entre las células tumorales y las células circundantes en forma de vesículas, pequeños paquetes de transporte liberados por las células y absorbidos por otras células.
"El trabajo anterior ha demostrado que las células tumorales liberan vesículas para atraer a las células circundantes para sostenerlas", dijo. "Luego, las células que han sido reclutadas liberan sus propias vesículas para regresar al tumor. Es un círculo vicioso. Esmuy diferente de la actividad que vemos en nuestras muestras de control con tejido sano. La capacidad de ver la dinámica de todos estos jugadores importantes en entornos de tumores auténticos puede ayudar a arrojar luz sobre este proceso misterioso pero crítico ".
Luego, el grupo de Boppart está utilizando microscopía SLAM para comparar tejidos sanos y tejido canceroso en ratas y humanos, enfocándose particularmente en la actividad de las vesículas y cómo se relaciona con la agresividad del cáncer. También están trabajando para hacer versiones portátiles del microscopio SLAM que podríanser utilizado clínicamente
"Existe una gran cantidad de nuevos datos, información y biomarcadores en las imágenes que recolectamos de tejido fresco que aún es metabólicamente activo, o en organismos vivos, donde podemos visualizar la dinámica de las células individuales y sus comportamientos colectivos", dijo Boppart, quien también está afiliado a Carle Illinois College of Medicine y al Beckman Institute for Advanced Science and Technology en Illinois.
"Estos, esperamos, se convertirán en nuevos marcadores para enfermedades como el cáncer, y nuestra tecnología de imágenes ayudará a detectar estos para aplicaciones de detección, diagnóstico y monitoreo de enfermedades. Creemos que esta tecnología abrirá la posibilidad de complementar o incluso reemplazar, el procesamiento estándar de histopatología, que requiere mucho tiempo y trabajo y solo se puede hacer en tejido removido, fijo y muerto ", dijo.
Los Institutos Nacionales de Salud y una beca McGinnis apoyaron este trabajo.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Illinois en Urbana-Champaign . Original escrito por Liz Ahlberg Touchstone. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :