Recunoașterea diferenței dintre tumori și țesutul cerebral normal în timpul intervenției chirurgicale este o provocare majoră. Îndepărtarea țesutului sănătos poate cauza probleme neurologice, dar lăsarea în urmă a țesutului tumoral poate permite cancerului să se răspândească din nou. Aceasta este o problemă specială cu glioblastomul multiform, cea mai comună formă de cancer cerebral malign la adulți. Tumorile glioblastomului cresc rapid și sunt dificil de tratat. Tumorile infiltrează țesutul normal al creierului și nu pot fi identificate cu ușurință.
Metodele experimentale pentru a face diferența dintre tumori și țesutul normal în timpul intervenției chirurgicale au avut un succes limitat. În ultimii 15 ani, o echipă condusă de Dr. Sunney Xie de la Universitatea Harvard a dezvoltat o tehnică numită microscopie stimulată de împrăștiere Raman (SRS). Metoda profită de faptul că legăturile chimice din molecule au propriile seturi de frecvențe de vibrație și produc modele unice de lumină împrăștiată numite spectre Raman. Aceste spectre pot fi folosite ca amprente digitale pentru a identifica și diferenția diferite molecule într-un mediu complex. Microscopia SRS implică lasere neinvazive strălucitoare pentru a excita anumite frecvențe Raman în țesuturi. Semnalele luminoase slabe emise de țesuturi variază în funcție de compoziția moleculară a țesuturilor, cum ar fi lipidele, proteinele și ADN-ul.
În colaborare cu Dr. Daniel Orringer și colegii de la Facultatea de Medicină a Universității din Michigan, echipa lui Xie a aplicat microscopia SRS la problema distingerii glioblastoamelor bogate în proteine de țesutul înconjurător mai bogat în lipide. Munca lor a fost finanțată de către un Director NIH Transformative Research Award și de NIHs National Cancer Institute (NCI). Rezultatele au apărut pe 4 septembrie 2013, în Stiinta translationala Medicina.
Prin combinarea imaginilor SRS realizate din lumină la 2 frecvențe diferite, oamenii de știință au reușit să construiască imagini care identificau țesuturi cu conținut diferit de lipide și proteine. Pentru a testa abordarea asupra tumorilor, au implantat celule umane de glioblastom în șoareci și le-au permis să crească în tumori. Apoi au plasat mostre pe lame și au folosit microscopia SRS pentru a face imagini în două culori ale probelor. Pentru comparație, au înghețat probele și le-au colorat cu hematoxilină și eozină (H&E), abordarea actuală folosită pentru a diagnostica tumorile cerebrale.
Oamenii de știință au descoperit că microscopia SRS a funcționat la fel de bine ca H&E în distingerea țesutului cerebral infiltrat cu tumori de țesutul sănătos din jur. Apoi au adaptat tehnica pentru utilizare la șoareci vii. Craniectomiile au expus tumora și țesutul cerebral adiacent pentru imagistica SRS. În timp ce microscopia standard nu a găsit nicio dovadă evidentă a tumorii, microscopia SRS a identificat regiuni cu infiltrare tumorală extinsă.
Obțineți cele mai recente prin e-mail
„De mai bine de 100 de ani, colorarea cu hematoxilină și eozină a fost standardul de aur pentru acest tip de imagistică”, spune Xie. „Dar cu această tehnologie [SRS], nu trebuie să înghețăm țesutul, nu trebuie să colorăm țesutul și nu trebuie să facem biopsie - aceasta acționează ca o biopsie optică și ne permite să identificăm tumora. marginile la nivel celular.”
Mai multe provocări rămân înainte ca microscopia SRS să poată fi utilizată în clinică. Acestea includ provocarea inginerească de a realiza un dispozitiv chirurgical portabil cu corectare a mișcării pentru a obține imagini din interiorul unei cavități chirurgicale.
