Tehnologie nouă în imagistica 3D a celulelor canceroase din organism

Specialiștii în fizică biomedicală de la Universitatea Martin Luther din Halle-Wittenberg (MLU), Germania, au dezvoltat o nouă metodă ce poate genera imagini tridimensionale, de o calitate superioară, ale corpului uman. Acest lucru poate fi folosit pentru a investiga mai îndeaproape dezvoltarea tumorilor canceroase în organism.

Medicii și oamenii de știință lucrează îndeaproape pentru a înțelege mai bine proprietățile celulelor canceroase și pentru a descoperi și oferi metode noi de tratament. Cercetările pe celulele canceroase au loc adesea în eprubete înainte ca descoperirile noi să fie testate în organisme vii. „Scopul este de a vizualiza celulele canceroase în interiorul unui organism viu, pentru a afla cum funcţionează, modul în care se răspândesc şi cum reacţionează la noi terapii” – spune Prof. Jan Laufer de la Universitatea Martin Luther din Halle-Wittenberg (MLU), Germania. Acesta se specializează și dezvoltă noi tehnologii în domeniul imagisticilor fotoacustice, un proces care utilizează unde de ultrasunete generate de raze laser, pentru a produce imagini tridimensionale de înaltă rezoluție ale interiorului corpului.

„Celulele canceroase sunt transparente, ceea ce face dificilă utilizarea metodelor clasice de examinare a tumorilor dn organism”, explică prof. Jan Laufer, al cărei echipă de cercetare a dezvoltat o nouă metodă pentru a rezolva această problema.

În noua metodă de imagistica, oamenii de știință introduc o genă specifică în genomul celulelor canceroase. Odată ajunsă în interiorul celulelor, gena produce o proteină fitocromă, care provine de la plante și bacterii. Aceasta servește ca un senzor de lumină. În următorul pas, cercetătorii „bombardează” țesutul cu impulsuri scurte de lumină, la două lungimi de undă diferite, folosind un laser. În interiorul organismului, impulsurile luminoase sunt absorbite și transformate în unde ultrasonice. Acestea pot fi apoi măsurate în afara organismului și două imagini ale interiorului organismului pot fi reconstruite pe baza acestor date.

Caracteristica deosebită a proteinelor fitocrome este ca acestea îşi modifică structura şi, prin urmare, proprietăţile lor de absorbţie depind de lungimea de undă a fasciculelor laser, ceea ce duce la modificări ale amplitudinii ultrasunetelor generate în celulele tumorale. Alte țesuturi, de exemplu, vasele de sânge, nu au această proprietate - semnalul lor rămânând constant. Prin calcularea diferenței dintre cele două imagini, se creează o imagine tridimensională de înaltă rezoluție a celulelor tumorale, fără fundalul copleșitor care ar putea încărca imaginea.

Descoperirea specialiștilor în fizică biomedicală de la Universitatea Martin Luther din Halle-Wittenberg poate fi aplicată în cercetarea cancerului și pentru a observa procesele celulare și genetice în toate organismele vii. Totodată, prin vizualizarea tridimensională, la înaltă rezoluție, medicul chirurg poate elimina mai ușor tumorile canceroase, fără a afecta tesuturile adiacente.