Próxima generación: Observación de cambios mitocondriales asociados con el cáncer
Mitocondrias (rojo).FLICKR, NICHDLa técnica: Al controlar las mitocondrias, los médicos pueden distinguir el tejido sano del tejido canceroso y realizar un seguimiento del metabolismo celular . Pero estos cambios sutiles en los orgánulos diminutos son casi imposibles de detectar en un entorno clínico. Un estudio publicado hoy (30 de noviembre) en Science Translational Medicine describe una nueva técnica de microscopía no invasiva que rastrea los cambios mitocondriales y que algún día podría usarse para ayudar a diagnosticar enfermedades.
“ Esto es algo que ha estado en el radar de todos durante mucho tiempo”. dijo Melissa Skala de la Universidad de Wisconsin-Madison, quien no participó en el estudio. «Hemos estado desarrollando esta tecnología durante algún tiempo y esperamos que pueda llenar un nicho en la clínica». [Este estudio] explota aspectos específicos de esta tecnología.”
La técnica gira en torno a la enzima fluorescente mitocondrial NADH, que se puede observar mediante microscopía multifotónica. Al centrarse únicamente en la organización mitocondrial, los investigadores pudieron distinguir…
Antecedentes: Por el momento, observar las mitocondrias realmente no es parte de lo que hacen los médicos en la clínica. , dijo la coautora Irene Georgakoudi de la Universidad de Tufts en Medford, Massachusetts. Aunque la disfunción mitocondrial se ha relacionado con enfermedades que van desde la diabetes hasta el cáncer, los métodos actuales para visualizar los orgánulos implican la ardua tarea de extraer tejido, teñirlo y cortarlo en secciones delgadas para su observación. Es un proceso que es muy invasivo y muy laborioso, dijo Georgakoudi.
Dado que la tarea de visualizar las mitocondrias es tan compleja, dijo Georgakoudi, los médicos generalmente recurren al núcleo de las células para el diagnóstico temprano del cáncer. No tenemos buenas formas de estudiar las mitocondrias en los tejidos, y ciertamente no en los humanos, dijo. No son parte de los conjuntos de herramientas de diagnóstico de rutina en el consultorio médico, porque realmente no hay ninguna buena manera de hacerlo todavía.
Novedades: La columna vertebral de la nueva técnica es NADH, una coenzima involucrada en la creación de energía y la síntesis de biomoléculas importantes, y una de las pocas moléculas en las células humanas que emite fluorescencia de forma natural. Georgakoudi y sus colegas aprovecharon que el NADH emite fluorescencia más intensamente en las mitocondrias y usaron láseres para tomar secciones ópticas de mitocondrias teñidas de forma natural con NADH. El equipo también desarrolló un método automatizado para evaluar si las mitocondrias están organizadas de manera anormal en cada capa de tejido de la piel, un indicador de ciertos tipos de cáncer de piel.
Podemos tomar imágenes de muy alta resolución de células individuales sin tener que cortarlas. el tejido físicamente, dijo Georgakoudi. Y luego, dado que el NADH está ahí de forma natural, podemos tomar estas imágenes sin tener que usar un agente de contraste exógeno.
Para confirmar que su técnica funciona, los investigadores la probaron en pacientes con lesiones cutáneas sospechosas y descubrieron que fueron capaces de distinguir el tejido sano del canceroso al examinar solo la organización mitocondrial.
En la piel humana normal, se ve un patrón muy distinto de mitocondrias que cambia en función de la profundidad, dijo Georgakoudi. En los pacientes de cáncer, la organización en función de la profundidad está básicamente abolida. Podemos usarlo como un biomarcador de diagnóstico.
El costo: Ya se están realizando estudios en humanos que emplean una técnica similar en Europa, dijo Georgakoudi, y agregó que su equipo espera ver alguna variante de este enfoque utilizado de forma rutinaria en los consultorios médicos dentro de cinco años.
Desafortunadamente, el láser que usamos para hacer este tipo de imágenes todavía es bastante caro, cerca de $ 100,000 en costo, dijo Georgakoudi. Aunque los láseres menos costosos pueden estar en el horizonte, la tecnología en su estado actual puede resultar prohibitiva para algunas instalaciones.
Debido a que este enfoque finalmente permitiría a un médico hacer un diagnóstico en tiempo real, como En contraposición a que un paciente vaya al médico, se haga una biopsia y un patólogo la lea, dijo Georgakoudi, bien puede valer el precio.
D. Pouli et al., Imaging la dinámica mitocondrial en la piel humana revela hipoxia dependiente de la profundidad y potencial maligno para el diagnóstico,» Science Translational Medicine, doi:1 0.1126/scitranslmed.aag2202, 2016.
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