Los físicos de la Universidad de Göttingen, junto con patólogos y especialistas en pulmón de la Universidad Médica de Hannover, han desarrollado una técnica de imágenes tridimensionales que permite la representación en alta resolución y tridimensional del tejido pulmonar dañado después de un Covid-19 grave.una técnica especial de microscopía de rayos X, pudieron obtener imágenes de los cambios causados por el coronavirus en la estructura de los alvéolos los diminutos sacos de aire en el pulmón y la vasculatura. Los resultados del estudio se publicaron en la revista de investigación eLife .
En la enfermedad grave de Covid-19, los investigadores observaron cambios significativos en la vasculatura, inflamación, coágulos de sangre y "membranas hialinas", que están compuestas por proteínas y células muertas depositadas en las paredes alveolares, que dificultan o imposibilitan el intercambio de gases.Con su nuevo enfoque de imágenes, estos cambios se pueden visualizar por primera vez en volúmenes de tejido más grandes, sin cortar, teñir o dañar el tejido como en la histología convencional. Es especialmente adecuado para rastrear pequeños vasos sanguíneos y sus ramas en tres dimensiones.localizar las células del sistema inmunológico que se reclutan en los sitios de inflamación y medir el grosor de las paredes alveolares. Debido a la reconstrucción tridimensional, los datos también podrían usarse para simular el intercambio de gases.
"Con la tomografía con zoom, se pueden escanear grandes áreas de tejido pulmonar incrustadas en cera, lo que permite un examen detallado para localizar áreas particularmente interesantes alrededor de la inflamación, los vasos sanguíneos o los bronquios", dice el autor principal, el profesor Tim Salditt del Instituto de Física de Rayos Xen la Universidad de Göttingen. Dado que los rayos X penetran profundamente en los tejidos, esto permite a los científicos comprender la relación entre la estructura microscópica del tejido y la arquitectura funcional más amplia de un órgano. Esto es importante, por ejemplo, para visualizar el árbol de los vasos sanguíneoshasta los capilares más pequeños.
Los autores prevén que esta nueva técnica de rayos X será una extensión de la histología y la histopatología tradicionales, áreas de estudio que se remontan al siglo XIX, cuando los microscopios ópticos estaban disponibles y los patólogos podrían desentrañar los orígenes microscópicos de muchas enfermedades.. Incluso hoy en día, los patólogos todavía siguen los mismos pasos básicos para preparar e investigar el tejido: fijación química, corte, tinción y microscopía. Sin embargo, este enfoque tradicional no es suficiente si se requieren imágenes tridimensionales o si se deben examinar grandes volúmenes, digitalizados o analizados con programas informáticos.
Las imágenes tridimensionales son bien conocidas por la tomografía computarizada TC médica. Sin embargo, la resolución y el contraste de esta técnica convencional no son suficientes para detectar la estructura del tejido con resolución celular o subcelular. Por lo tanto, los autores utilizaron "fasecontraste, "que explota las diferentes velocidades de propagación de los rayos X en el tejido para generar un patrón de intensidad en el detector. Salditt y su grupo de investigación en el Instituto de Física de Rayos X desarrollaron ópticas de iluminación especiales y algoritmos para reconstruir imágenes nítidas a partir de estos patrones, un enfoque que ahora han adaptado para el estudio del tejido pulmonar afectado por la progresión severa de Covid-19. El equipo de Göttingen pudo registrar tejido pulmonar en tamaño y resolución escalables, produciendo tanto vistas generales más grandes como reconstrucciones de cerca. Dependiendo del entorno, su método puede incluso producir detalles estructurales por debajo de la resolución de la microscopía de luz convencional. Para lograr esto, los investigadores utilizaron hiRadiación de rayos X increíblemente potente generada en el anillo de almacenamiento PETRAIII del Sincrotrón de Electrones Alemán DESY en Hamburgo.
Como fue el caso cuando se inventó el microscopio moderno hace 150 años, la colaboración entre físicos e investigadores médicos ha dado lugar a un progreso significativo. El equipo de investigación interdisciplinario espera que el nuevo método apoye el desarrollo de métodos de tratamiento, medicamentos para prevenir o aliviardaño pulmonar severo en Covid-19, o para promover la regeneración y la recuperación. "Solo cuando podemos ver y comprender claramente lo que realmente está sucediendo, podemos desarrollar intervenciones y medicamentos específicos", agrega Danny Jonigk Universidad Médica de Hannover, quien dirigió la parte médica del estudio interdisciplinario.
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Materiales proporcionado por Universidad de Göttingen . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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