Diseñar el mejor tratamiento para un paciente con cáncer requiere que los médicos sepan algo sobre los rasgos del cáncer que padece el paciente. Pero una de las mayores dificultades para tratar el cáncer es que las células cancerosas no son todas iguales. Incluso dentro deEn el mismo tumor, las células cancerosas pueden diferir en su genética, comportamiento y susceptibilidad a los medicamentos de quimioterapia.
Las células cancerosas son generalmente mucho más activas metabólicamente que las células sanas, y se pueden obtener algunas ideas sobre el comportamiento de una célula cancerosa analizando su actividad metabólica. Pero obtener una evaluación precisa de estas características ha resultado difícil para los investigadores. Varios métodos, incluida la posiciónSe han utilizado exploraciones por tomografía de emisión o PET, colorantes fluorescentes y contrastes, pero cada uno tiene inconvenientes que limitan su utilidad.
Lihong Wang de Caltech cree que puede mejorar mediante el uso de la microscopía fotoacústica PAM, una técnica en la que la luz láser induce vibraciones ultrasónicas en una muestra. Estas vibraciones se pueden utilizar para obtener imágenes de células, vasos sanguíneos y tejidos.
Wang, Bren Profesor de Ingeniería Médica e Ingeniería Eléctrica, está utilizando PAM para mejorar una tecnología existente para medir la tasa de consumo de oxígeno OCR en colaboración con el profesor Jun Zou de la Universidad Texas A&M. Esa tecnología existente toma muchas células cancerosasy los coloca en "cubículos" individuales llenos de sangre. Las células con metabolismos más altos usarán más oxígeno y reducirán el nivel de oxígeno en la sangre, un proceso que es monitoreado por un pequeño sensor de oxígeno colocado dentro de cada cubículo.
Este método, como los mencionados anteriormente, tiene debilidades. Para obtener un tamaño de muestra significativo de datos metabólicos para las células cancerosas se requeriría que los investigadores integraran miles de sensores en una cuadrícula. Además, la presencia de los sensores dentro de los cubículos puede alterar eltasas metabólicas de las células, lo que hace que los datos recopilados sean inexactos.
La versión mejorada de Wang elimina los sensores de oxígeno y en su lugar usa PAM para medir el nivel de oxígeno en cada cubículo. Lo hace con luz láser que se ajusta a una longitud de onda que la hemoglobina en la sangre absorbe y convierte en energía vibratoria - sonidoA medida que una molécula de hemoglobina se oxigena, su capacidad de absorber luz a esa longitud de onda cambia. Por lo tanto, Wang puede determinar qué tan oxigenada está una muestra de sangre al "escuchar" el sonido que produce cuando es iluminada por el láser.microscopía fotoacústica metabólica unicelular o SCM-PAM.
En un nuevo artículo, Wang y sus coautores muestran que SCM-PAM representa una gran mejora en la capacidad de evaluar el OCR de las células cancerosas. El uso de sensores de oxígeno individuales para medir el OCR limitó a los investigadores a analizar aproximadamente 30 células cancerosas cada 15minutos. El SCM-PAM de Wang mejora eso en dos órdenes de magnitud y permite a los investigadores analizar alrededor de 3.000 células en aproximadamente 15 minutos.
"Tenemos técnicas para mejorar aún más el rendimiento en órdenes de magnitud, y esperamos que esta nueva tecnología pronto pueda ayudar a los médicos a tomar decisiones informadas sobre el pronóstico y la terapia del cáncer", dice Wang.
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Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de California . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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