A técnica Nova expande fisicamente tecidos para melhorar o diagnóstico do cancro da mama

Um estudo da Investigação do Cancro de Ludwig oferece a patologistas um rápido, barato e a ferramenta segura diagnosticar doenças tais como o cancro da mama adiantado com um microscópio óptico convencional. Em um papel publicado na introdução actual da Biotecnologia da Natureza do jornal, uma equipa de investigação interdisciplinar conduzida comum por investigador no Centro de Ludwig em Harvard e seus colegas em Massachusetts Institute of Technology (MIT) demonstram o serviço público da técnica nova para o diagnóstico microscópico.

As características Celulares usadas para diagnosticar determinadas doenças podem ser pouco umas demasiado pequenas a ser estudadas confiantemente. Um Pouco do que centrando-se sobre o aumento da potência dos microscópios ela mesma melhorar a observação de tais estruturas, os pesquisadores--conduzido por Octavian Bucur de Ludwig Harvard e Andrew Beck, que deixaram recentemente Ludwig Harvard para se juntar a PathAI como o CEO, e Edward Boyden e Yongxin Zhao do MIT--tweaked as amostras elas mesmas. Aperfeiçoaram clìnica uma técnica chamada microscopia da expansão, desenvolvida por Boyden e por sua equipe no MIT, para expandir o tamanho físico de seus espécimes. Isto significou que as biópsias poderiam confiantemente ser estudadas com o tipo dos microscópios que são encontrados em cada laboratório de patologia.

“A coisa a mais emocionante é que nós podemos usar a expansão física do tecido para empurrar microscópios ópticos convencionais além de seus limites, com aplicações importantes na patologia e na pesquisa diagnósticas,” diz Bucur, um investigador no Centro de Ludwig em Harvard e o Departamento do Instituto da Patologia e de Investigação do Cancro no Centro Médico do Deaconess de Beth Israel, que é um dos dois autores principais do papel.

“Nós podemos aplicar este método a qualquer tipo de amostra clínica e todos os tipos de tecidos humanos, incluindo tecidos normais e cancerígenos,” diz Zhao, o outro autor principal do papel.

O microscópio óptico é uma ferramenta essencial do laboratório de patologia diagnóstico. Mas determinadas estruturas da doença, incluindo características dos sistemas da filtragem dos rins e das lesões cancerígenos adiantadas do peito são demasiado pequenas ser estudadas exactamente.

Há umas soluções a este problema, incluindo a microscopia de elétron. Mas tais instrumentos são caros e devem ser operados por pessoais especializados. Boyden, um professor do MIT da engenharia biológica e o co-director do MIT Centram-se para a Engenharia Neurobiological, levado a cabo uma solução diferente. Sua equipe figurada para fora como infundir espécimes biológicos com os polímeros swellable--similar aos produtos químicos em tecidos do bebê--mesmo em uma forma, de modo que quando a água foram adicionados aos espécimes, as pilhas ou os tecidos expandiriam um de cem vezes no volume.

Boyden e os colegas demonstraram a expansão uniforme das pilhas e dos tecidos de cérebro do rato em um papel 2015 da Ciência. O método explora uma rede do polímero que inche uniformemente dentro de uma amostra de tecido. Depois Que enzymatically fendendo as proteínas no tecido para impedir rachar-se, a água é adicionada à amostra, que foi tratada com o polímero, para ampliar fisicamente suas estruturas mais finas. A técnica, que os pesquisadores chamam microscopia da expansão, melhora significativamente a definição de microscópios convencionais. “Desta maneira, nós podemos estruturas biológicas em grande escala da imagem--como cancros, ou circuitos do cérebro--com precisão do nanoscale, em microscópios ordinários,” diz Boyden. “Minha esperança é aquela com microscopia da expansão, nós pode começar a traçar sistematicamente os blocos de apartamentos de vida, em estados da saúde e da doença.”

O grupo no MIT teamed com Beck, o Bucur e os colegas para aperfeiçoar o método para a patologia e a pesquisa diagnósticas. A equipe desenvolveu uma microscopia patologia-aperfeiçoada da expansão para melhorar significativamente a precisão da discriminação computacional entre lesões pre-cancerígenos adiantadas com uma elevação ou um de baixo-risco para a transformação do cancro, testando seu método em lesões do peito deste tipo.

Isto é notòria difícil para que os patologistas façam. “Os estudos Recentes mostram que os patologistas diferem significativamente em seu diagnóstico de lesões proliferative adiantadas,” dizem Humayun Irshad, um companheiro pos-doctoral no Centro de Ludwig em Harvard que desenvolveu o encanamento computacional para este estudo. Isto tem um impacto significativo na escolha do tratamento, potencial principal ao overtreatment, tal como cirurgias desnecessárias, ou a negligência dos cancros que exigem a intervenção adiantada.

“Nós pensamos que um sistema melhorado para diferenciar lesões adiantadas impedirá potencial centenas de milhares de diagnostica mal cada ano nos E.U.,” diz Beck.

A equipe igualmente mostrou aquela que diagnostica determinadas doenças renais, que exige actualmente a microscopia de elétron, pode agora ser executada com sobre a precisão de 90% usando amostras clínicas expandidas e um microscópio óptico convencional. “Poder eliminar a necessidade para um microscópio de elétron em diagnosticar determinadas doenças salvar muito dinheiro e para permitir um diagnóstico mais rápido e mais fácil para aquelas doenças particulares,” diz Bucur.

A equipe actualmente está trabalhando para fazer patologistas cientes da técnica nova e está testando outras aplicações para o método, incluindo estudando a resistência de droga no cancro da mama.

Source: http://www.ludwigcancerresearch.org/news/swell-diagnostic-method