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Características moleculares de las imágenes del sistema del tejido del cáncer en tiempo real

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Un equipo de Universidad de Illinois en los investigadores del Urbana-chamán llevados por profesor Stephen Boppart de la bioingeniería ha visualizado con éxito el microambiente del tumor del tejido humano del pecho poco después de que fue quitado quirúrgico de un paciente en la sala de operaciones. Los investigadores alcanzaron esto usando un nuevo sistema óptico portátil de la proyección de imagen desarrollado en el laboratorio de Boppart.

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Este trabajo marca un paso importante hacia proveer de investigadores del cáncer una nueva herramienta para seguir la progresión del tumor y tecnología de los médicos la nueva para la patología y los diagnósticos del tejido. Típicamente, el proceso para diagnosticar el cáncer tarda varios días. Un cirujano primero quita una muestra de tejido que entonces se procese con los tintes químicos; más adelante, la muestra se envía a un patólogo para el examen y la diagnosis subsiguiente.

“Creemos que la captura de las características celulares y moleculares dinámicas en especímenes recientemente quitados o hechos una biopsia del tejido contiene diagnóstico valioso y la información pronóstica que se pierde actualmente cuando los especímenes se ponen en un fijador y esencialmente mataron rápidamente para preservar la estructura,” dijo a Boppart, que es también un miembro del profesorado en el instituto de Beckman para la ciencia y tecnología avanzadas en Illinois y un profesor de eléctrico y la ingeniería informática (ECE) y Carle Illinois College de la medicina. “Nuestra plataforma y metodología de la proyección de imagen permiten que extraigamos esta nueva información en tiempo real, en el punto-de-procedimiento.”

El sistema óptico portátil de la proyección de imagen de Boppart utiliza pulsaciones de luz exactas simultáneamente al tejido de la imagen en cuatro modalidades, permitiendo a su equipo estudiar procesos concurrentes dentro de las células y el tejido que componen el microambiente del tumor. Por ejemplo, las fibras del colágeno aparecen en verde; las fibras de la elastina y el citoplasma de la célula de la adenina del flavin dinucleótido-que contiene aparecen en amarillo; las membranas celulares, los límites del lípido, y las vesículas extracelulares (EVs) aparecen en magenta; y el dinucleótido de adenina de niconamida en las células y los lípidos aparece en ciánico.

El equipo demostró la viabilidad de su sistema de la proyección de imagen en la sala de operaciones en Carle Foundation Hospital durante cirugías del cáncer de pecho. En el plazo de 30 minutos del tejido enfermo que era extraído, los investigadores podían identificar características específicas del tejido, incluyendo las firmas moleculares asociadas a actividad metabólica dentro de las células individuales que componen el microenivronment del tumor.

Los investigadores también estuvieron interesados en las vesículas extracelulares tumor-relacionadas la medición (EVs), que se saben para promover la extensión del cáncer. “EVs desempeña un papel esencial en la progresión del cáncer,” dijo al estudiante de tercer ciclo Yi “Edwin” Sun, el autor importante del ECE del trabajo de investigación. La “cuantificación de densidades de EV se puede desarrollar como biomarker potencial para las diagnosis futuras del cáncer.” Como parte de sus estudios, ellas también recogidas y tejido sano reflejado del pecho que los cirujanos habían quitado de pacientes cáncer-libres durante procedimientos de la reducción de pecho.

En una comparación de los dos tipos de tejido, encontraron una diferencia clara en densidad de EV entre el tejido cacerígeno y sano. Por ejemplo, el tejido cacerígeno exhibió densidades crecientes de EV y tenía distancia más corta del tumor-a-margen. “Qué observamos sobre las vesículas extracelulares somos significativos pero podría ser determinado solamente exactamente con nuestro nuevo sistema,” dijo Sun, observando cómo otros sistemas ópticos portátiles de la proyección de imagen desplegados en la sala de operaciones alteran todo las muestras de tejido con los tintes fluorescentes o la luz ultravioleta tóxica. “Nuestra técnica de proyección de imagen trabaja bien con rutinas actuales del tratamiento contra el cáncer y está libre de cualquier forma de perturbación.”

Según Boppart, los planes futuros del equipo incluyen usando el sistema de la proyección de imagen en los especímenes del tejido obtenidos de los procedimientos de la aguja-biopsia que se realizan rutinario en ajustes del paciente no internado. También continuarán usando el sistema en muestras de la sala de operaciones.