Un nuevo sistema de microscopio puede obtener imágenes de tejido vivo en tiempo real y en detalle molecular, sin productos 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 células y tejidos, y podría brindarles a los investigadores del cáncer una nueva herramienta para rastrear la progresión del tumor y a los médicos una nueva tecnología para la patología y el diagnóstico de tejidos.

Los investigadores detallaron la técnica, llamada microscopía multi-armónica de autofluorescencia sin etiqueta simultánea, en el diario Comunicaciones de la naturaleza .

"La forma en que hemos estado eliminando, El procesamiento y tinción de tejidos 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 médico. "Con los avances en técnicas de microscopía como la nuestra, esperamos cambiar la forma en que detectamos, visualizar y monitorear enfermedades que conducirán a un mejor diagnóstico, tratamientos y resultados ".

La microscopía SLAM se diferencia de la patología tisular estándar en varios aspectos. Primero, se usa en tejido vivo, incluso dentro de un ser vivo, lo que le da el potencial de ser utilizado para el diagnóstico clínico o para guiar la cirugía en el quirófano. Segundo, no utiliza tintes ni productos químicos, solo luz. El procedimiento estándar implica la extracción de una muestra de tejido y la adición de tinciones químicas, que puede ser un proceso prolongado, y las sustancias químicas pueden alterar las células.

Si bien se han desarrollado otras técnicas de obtención de imágenes sin manchas, por lo general, solo visualizan un subconjunto de señales, medir firmas biológicas o metabólicas específicas, dijo el estudiante graduado Sixian You, el primer autor del artículo. Mientras tanto, La microscopía SLAM recopila simultáneamente múltiples contrastes de células y tejidos, capturar detalles y dinámicas de nivel molecular como el metabolismo.

En el estudio más reciente, El grupo de Boppart examinó los tumores mamarios en ratas, junto con el entorno del tejido circundante. Gracias a los datos simultáneos, pudieron observar la gama de dinámicas a medida que progresaban los tumores y cómo interactuaban los diferentes procesos.

"Sabemos que el tumor está ahí, pero los tumores sostienen todo un ecosistema en el tejido, "Usted dijo." Reclutan células sanas para apoyarlos. SLAM nos permite tener una imagen completa de este microambiente tumoral en constante evolución a nivel subcelular, niveles moleculares y metabólicos en animales vivos y tejidos humanos. 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, indicando que las células habían sido reclutadas por el cáncer. Además, observaron que los tejidos circundantes crean infraestructura para soportar el tumor, como colágeno y vasos sanguíneos. También vieron comunicación entre las células tumorales y las células circundantes en forma de vesículas, diminutos 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 que las sostengan, “Tú dijiste.” Entonces las células que han sido reclutadas liberan sus propias vesículas para regresar al tumor. Es un círculo vicioso. Es muy diferente de la actividad que vemos en nuestras muestras de control con tejido sano. La capacidad de ver la dinámica de todos estos actores importantes en entornos tumorales auténticos puede ayudar a arrojar luz sobre este proceso misterioso pero crítico ".

Próximo, El grupo de Boppart está utilizando microscopía SLAM para comparar tejido sano y tejido canceroso tanto en ratas como en humanos. centrándose 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 puedan usarse clínicamente.

"Hay una gran cantidad de datos nuevos, información y biomarcadores en las imágenes que recopilamos de tejido fresco que todavía está 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 al Carle Illinois College of Medicine y al Beckman Institute for Advanced Science and Technology en Illinois.

"Estas, esperamos, se convertirán en nuevos marcadores de enfermedades como el cáncer, y nuestra tecnología de imágenes ayudará a detectarlos para la detección de enfermedades, aplicaciones de diagnóstico y monitoreo. Creemos que esta tecnología abrirá la posibilidad de complementar, o incluso reemplazando, procesamiento de histopatología estándar, que requiere mucho tiempo y mano de obra y solo se puede hacer al quitarlo, reparado, tejido muerto, " él dijo.