Quando le molecole in celle sono stimolate da indicatore luminoso, rispondono trasformandosi in indicatore luminoso eccitato e d'emissione dei colori varianti (fluorescenza) che possono essere catturati e misurati da strumentazione ottica altamente sensibile.
Ora, i ricercatori al Centro Medico del Cedro-Sinai e l'Università della California del Sud stanno sviluppando gli strumenti ed il software spettroscopici miniaturizzati per dare un'occhiata in tempo reale ai mutamenti strutturali biochimici, funzionali e che accadono all'interno delle celle e del tessuto del cervello. Se la tecnologia continua a progredire come anticipato, i neurochirurghi potranno fare luce durante la chirurgia per diagnosticare istantaneamente i tumori cerebrali e potranno discernere i confini dei tumori con maggior precisione che mai.
Gli studi Iniziali sembrano supportare queste possibilità. I ricercatori riferiscono in Luglio/emissione Augusta della Fotochimica e nel Photobiology che le tecniche e l'unità essi hanno sviluppato possono a rapidamente ed esattamente discriminano fra il tumore cerebrale ed il tessuto normale.
Il multiforme di Glioblastoma (GBM), il tipo più comune e più micidiale di tumore cerebrale, erano l'argomento di studio. Poiché questi tumori si sviluppano rapidamente ed invadono il tessuto sano rapido, i tassi di sopravvivenza pazienti sono misurati solitamente nelle settimane o nei mesi malgrado il trattamento aggressivo con ambulatorio, la chemioterapia e la radiazione tradizionali. Quando “la resezione completa di immagine„ fa - non c'è nessun tumore restante visibile con le tecniche di rappresentazione ad alta definizione - i pazienti hanno una sopravvivenza mediana di circa 70 settimane.
Ma la rimozione completa è quasi impossibile perché i tumori si infiltrano aggressivamente nel tessuto vicino ed è di forma irregolare con i confini male definiti. Inoltre, le celle del tumore tendono a migrare via per stabilire i satelliti in altre parti del cervello. Quando la rimozione chirurgica è di meno che l'immagine completa, la sopravvivenza mediana è di meno di 19 settimane.
“Sebbene il nostro scopo chirurgico sia di rimuovere tan tumore come possibile senza cervello sano offensivo, distinguere fra i due è estremamente difficile,„ ha detto Keith L. Black, il MD, il neurochirurgo, Direttore dell'Istituto Neurochirurgico di Maxine Dunitz, della Divisione di Neurochirurgia e del Programma Globale di Tumore Cerebrale.
“La spettroscopia della Fluorescenza è una di parecchie tecniche di rappresentazione innovarici in via di sviluppo e penso che l'evoluzione di questa capacità venga ad un momento critico perché stiamo cominciando a vedere i risultati incoraggianti in parecchi approcci terapeutici,„ il Dott. continuato Black, che tiene la Presidenza di Lawrence e di Ruth Harvey in Neuroscienza al Cedro-Sinai ed è uno degli autori dell'articolo pubblicato. “La chiarezza che la tecnologia della fluorescenza sembra offrire può fornire la maggior precisione in chirurgia ed anche aiutarci a mirare alle cellule tumorali con una combinazione di nuove, terapie altamente messe a fuoco.„
La capacità immediatamente di analizzare le celle gira intorno al fatto che gli stati metabolici differenti e le componenti biochimiche emettono diversamente l'indicatore luminoso. Appena poichè un prisma divide la luce bianca in spettro completo di colore, la luce laser messa a fuoco sul tessuto ri-è emessa a colori determinati dai beni delle molecole. Analizzare i colori nello spazio e nel tempo fornisce informazioni sui tipi di presente delle molecole e di loro conformazioni.
“Con la spettroscopia del tempo risolta della fluorescenza indotta da laser misuriamo sia la lunghezza d'onda dell'emissione che il tempo che le molecole restano nello stato eccitato prima del ritorno allo stato fondamentale. Ciò fornisce informazioni sulla composizione chimica del tessuto, circa i cambiamenti molecolari e biochimici, in funzione delle fasi della malattia,„ ha detto Laura Marcu, PhD, Direttore della Ricerca di Biofotonica e del Laboratorio di Sviluppo Tecnologico al Cedro-Sinai.
Un professore associato della ricerca di assistenza tecnica elettrica e biomedica al Banco di Assistenza Tecnica, il Dott. Marcu del Viterbi di USC sta dirigendo parecchi dottorandi di USC e colleghi postdottorali nella creazione delle unità, del hardware e del software ottici di rappresentazione. Sta lavorando insieme con i neurochirurghi ed i ricercatori all'Istituto Neurochirurgico di Maxine Dunitz per adattare le applicazioni cliniche del sistema al tessuto del sistema nervoso centrale e sta collaborando con i cardiologi per perseguire la rilevazione spettroscopica di aterosclerosi.