Los físicos de la Universidad del Valle de Utah están literalmente aplicando la ciencia de los cohetes al campo del diagnóstico médico. Con algunos cambios clave, los investigadores utilizaron una técnica ultrasónica no invasiva desarrollada originalmente para detectar fallas microscópicas en cohetes de combustible sólido, como propulsores de transbordadores espaciales, con éxitodetectar cambios en la rigidez celular asociados con ciertos tipos de cáncer y otras enfermedades.
Brian Patchett, asistente de investigación e instructor dentro del Departamento de Física de la Universidad del Valle de Utah, describirá el método del grupo, que utiliza ondas de sonido para manipular y sondear células, durante la reunión de otoño de 2015 de la Sociedad de Acústica de América, celebrada el 2 de noviembre-6, en Jacksonville, Florida
El método combina una onda ultrasónica de baja frecuencia para levitar las células y confinarlas en una sola capa dentro de un fluido y una onda ultrasónica de alta frecuencia para medir la rigidez de la célula.
"Una onda acústica es una onda de presión, por lo que viaja como una onda de alta y baja presión. Al atrapar una onda de sonido entre un transductor, como un altavoz, y una superficie reflectante, podemos crear una 'onda estacionaria"en el espacio intermedio", explicó Patchett. "Esta onda estacionaria tiene capas estacionarias de alta y baja presión, también conocidas como 'anti-nodos' y áreas, 'los nodos' donde la presión sigue siendo la misma".
Esta onda estacionaria permitió al grupo levitar acústicamente las células y aislarlas de manera similar a su estado natural, como lo estarían dentro del tejido humano o el torrente sanguíneo. El trabajo previo en este ámbito dependía de "hacer crecer los cultivos celulares en unPlaca de Petri, que tiende a deformar la estructura, así como a crear todo tipo de interferencias ", dijo Patchett.
La importancia del trabajo del grupo es que se enfoca en un método inexplorado para medir las propiedades de las células y cómo cambian durante el proceso de desarrollo del cáncer y la enfermedad. "La rigidez de la célula es el cambio primario detectado con nuestraultrasonido de frecuencia; revela información detallada sobre la estructura interna de la célula y cómo cambia en ciertas enfermedades ", dijo Patchett.
El método del grupo también puede ayudar a distinguir entre los diferentes tipos de cáncer, como el cáncer de mama agresivo frente a las formas menos agresivas ". Al aislar las células en una monocapa de líquido mediante levitación acústica, estamos proporcionando un método mejor paradetección de la rigidez celular ", dijo Patchett." Este método puede usarse para explorar el aspecto de las células que cambia durante la enfermedad de Alzheimer, la metástasis del cáncer o durante el inicio de respuestas autoinmunes para comprender mejor estas afecciones y proporcionar información sobre el posible tratamientométodos."
Uno de los hallazgos clave del grupo es que "al manipular la forma de la onda que usamos para la levitación de maneras específicas, podemos crear capas más precisas y definidas", dijo Patchett. "Y, tomando prestado de anterioresEl trabajo de cultivo celular realizado por nuestro grupo, nuestro método de ultrasonido de alta frecuencia detecta cambios dentro de la rigidez de las células con alta precisión. Al aislar las células en una monocapa levitada, esperamos ver estos cambios más claramente para que podamos obtener una mejor comprensiónde lo que sucede dentro de la célula y por qué "
¿Qué tipo de aplicaciones podría encontrar este método? "Es un método de investigación realmente fantástico para explorar los trastornos autoinmunes", señaló Timothy Doyle, científico principal del proyecto y profesor asistente de física en la Universidad del Valle de Utah.
En cuanto a otras aplicaciones, el método del grupo puede encontrar uso en clínicas, hospitales y centros quirúrgicos como una forma de detectar y caracterizar de inmediato el cáncer u otras enfermedades.
"Nuestro método identifica los tipos agresivos de cáncer de seno, por ejemplo, mientras está en la sala de operaciones", anotó Patchett. "Más rápido que los métodos de patología actuales, permitirá a los médicos garantizar evaluaciones más rápidas y planes de tratamiento más efectivos para los pacientes - personalizadoa sus necesidades específicas, que, a su vez, terminarán siendo más rentables a largo plazo "
En el futuro cercano, el grupo planea aplicar su método a una amplia gama de materiales biológicos, incluidos los glóbulos blancos en proceso de activación, que es parte de la respuesta inmune a una enfermedad.
"Estamos colaborando con el Huntsman Cancer Institute, parte del sistema de salud de la Universidad de Utah, para explorar varios tipos de tejidos mamarios bajo levitación para refinar nuestros métodos de detección de patología", dijo Patchett. "Nuestro objetivo es proporcionartratamientos médicos personalizados que pueden salvar vidas, basados en nuestra capacidad para detectar de manera rápida y efectiva cánceres y enfermedades en pacientes ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Sociedad Acústica de América . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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