La mesoscopia optoacústica visualiza patrones de tejido tumoral
Prof. Vasilis Ntziachristos demuestra un método de imagen similar a la mesoscopia optoacústica multiespectral. Crédito: M. Jooss
El cáncer de mama es el cáncer más común en las mujeres. Pero los tumores individuales pueden variar significativamente, presentando diferentes patrones espaciales dentro de su masa. Investigadores de la Universidad Técnica de Munich (TUM) y Helmholtz Zentrum Mnchen ahora han visualizado cambios espaciales dentro de los tumores por medio de la optoacústica. Este método puede ser útil para el desarrollo futuro de nuevos fármacos.
Los tumores malignos consumen nutrientes y oxígeno más rápido que las células sanas. Para ello, reclutan vasos sanguíneos en su entorno. Según el tipo de tumor y el perfil genético, existen diferencias en el aspecto interno de los tumores. Típicamente, los tumores presentan diferentes patrones a lo largo de su volumen. El papel de esta heterogeneidad espacial no se comprende ni se estudia bien en los tumores vivos. Normalmente utilizada para comprender las funciones biológicas en los tumores, la microscopía óptica, por ejemplo, brinda información limitada sobre la heterogeneidad espacial de los tumores, ya que solo accede a volúmenes de menos de un milímetro cúbico.
Alta resolución con un nuevo método de imagen
Una nueva técnica desarrollada por investigadores de Munich, conocida como mesoscopia optoacústica multiespectral (MSOM), ahora ha demostrado ser capaz de resolver el contraste óptico a través de volúmenes tumorales que son al menos 1000 veces más grandes que los posibles con microscopía óptica , lo que permite la visualización de alta resolución de patrones de heterogeneidad tumoral. Con este método de imagen, el tumor primero se excita desde todos los lados con pulsos de luz láser infrarroja. «Los componentes del tumor y del tejido que absorben esta luz de excitación experimentan un pequeño aumento de temperatura transitorio, lo que conduce a una pequeña expansión de volumen local, seguida de una contracción. Este proceso de expansión y contracción genera una señal de ultrasonido débil, que recolectamos con un detector, » dice el investigador invitado, el Dr. Jiao Li.
Los datos recopilados se procesan matemáticamente para formar imágenes de absorción de luz que indican diferentes patrones tumorales que reflejan la oxigenación y la vascularización del tumor. «Por primera vez, MSOM ofrece imágenes ópticas que alcanzan el interior de los tumores a profundidades de diez milímetros y más con una resolución de menos de 50 micrómetros», dice el Dr. Li.
Comprensión de la variedad funcional en los tumores
«Las imágenes MSOM de tumores sólidos nos permitieron ver los tumores bajo una nueva luz», dice el Prof. Vasilis Ntziachristos, titular de la Cátedra de Imágenes Biológicas en TUM y Director del Instituto de Imágenes Biológicas y Médicas en Helmholtz Zentrum München. «MSOM nos permite comprender cómo varía la funcionalidad del tumor a lo largo del tumor, moviendo claramente el alcance de las observaciones ópticas mucho más allá de las limitaciones de profundidad de penetración de la microscopía óptica».
En las imágenes tomadas de carcinomas de mama de ratones, los investigadores puede ver patrones que indican la presencia o ausencia de vasos sanguíneos y, por lo tanto, estudiar los patrones de suministro de sangre. MSOM también puede resolver los niveles de hemoglobina e indicar si el oxígeno está unido a la hemoglobina o no. Además, se utilizaron imágenes de MSOM para determinar la permeabilidad de las paredes de los vasos en relación con las nanopartículas. Usando el modelo de ratón, los científicos ya pudieron rastrear cómo se transportaban las diminutas partículas de oro.
Imágenes tridimensionales del tumor sin biopsia quirúrgica
A diferencia de la histología convencional, donde el tejido tiene para ser removido, cortado y examinado bajo el microscopio por un patólogo, MSOM permite un análisis tridimensional de tumores vivos completos sin necesidad de biopsias quirúrgicas. Esto respalda aún más los estudios longitudinales para que el crecimiento o la recesión del tumor bajo diferentes fármacos se puedan estudiar con mayor precisión. Todo lo cual allana el camino para una mejor comprensión de la función biológica y la eficacia de los fármacos durante el desarrollo de fármacos para humanos.
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Mapear cómo las fuerzas evolutivas afectan el crecimiento del cáncer podría ayudar a los médicos a elegir biopsias Más información: Jiao Li et al, Heterogeneidad espacial de oxigenación y hemodinámica en cáncer de mama resuelta in vivo por cónico mesoscopia optoacústica multiespectral, Light: Science & Applications (2020). DOI: 10.1038/s41377-020-0295-y Información de la revista: Light: Science & Applications
Proporcionado por la Universidad Técnica de Múnich Cita: La mesoscopia optoacústica visualiza el tumor patrones de tejido (27 de mayo de 2020) recuperado el 31 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2020-05-opto-acoustic-mesoscopy-visualizes-tumor-tissue.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.