Los físicos médicos de la Universidad Martin Luther Halle-Wittenberg (MLU) han desarrollado un nuevo método que puede generar imágenes tridimensionales detalladas del interior del cuerpo. Estos pueden usarse para investigar más de cerca el desarrollo de células cancerosas. El grupo de investigación publicó sus hallazgos en Física de la comunicación .

Los médicos y los científicos buscan comprender mejor las células cancerosas y sus propiedades a fin de brindar un tratamiento contra el cáncer dirigido. Las células cancerosas individuales a menudo se examinan en tubos de ensayo antes de que los hallazgos se prueben en organismos vivos. "Nuestro objetivo es visualizar las células cancerosas dentro del cuerpo vivo para descubrir cómo funcionan, cómo se propagan y cómo reaccionan a las nuevas terapias, ", dice el profesor Jan Laufer, físico médico, de MLU. Se especializa en el campo de las imágenes fotoacústicas, un proceso que utiliza ondas de ultrasonido generadas por rayos láser para producir alta resolución, imágenes tridimensionales del interior del cuerpo.

"El problema es que las células tumorales son transparentes. Esto dificulta el uso de métodos ópticos para examinar tumores en el cuerpo". "explica Laufer, cuyo grupo de investigación ha desarrollado un nuevo método para solucionar este problema. Primero, los científicos introducen un gen específico en el genoma de las células cancerosas.

"Una vez dentro de las celdas, el gen produce una proteína de fitocromo, que se origina a partir de plantas y bacterias. Allí sirve como sensor de luz, "Dice Laufer. En el siguiente paso, los investigadores iluminan el tejido con pulsos cortos de luz en dos longitudes de onda diferentes utilizando un láser. Dentro del cuerpo, los pulsos de luz se absorben y se convierten en ondas ultrasónicas. Estas ondas luego se pueden medir fuera del organismo, y se pueden reconstruir dos imágenes del interior del cuerpo basándose en estos datos.

"La característica especial de las proteínas de fitocromo es que alteran su estructura y, por tanto, también sus propiedades de absorción, dependiendo de la longitud de onda de los rayos láser. Esto da como resultado cambios en la amplitud de las ondas de ultrasonido que se generan en las células tumorales. Ninguno de los otros componentes del tejido, por ejemplo, vasos sanguineos, tienen esta propiedad:su señal permanece constante, "Dice Laufer. Al calcular la diferencia entre las dos imágenes, una alta resolución, se crea una imagen tridimensional de las células tumorales, que está libre del contraste de fondo que de otro modo sería abrumador.

El desarrollo de los físicos médicos de Halle se puede aplicar a una amplia gama de aplicaciones en la investigación preclínica y las ciencias de la vida. Además de la investigación del cáncer, el método se puede utilizar para observar procesos celulares y genéticos en organismos vivos.