La teinture fluorescente a pu permettre à des médecins d'obtenir de meilleures images des vaisseaux sanguins, tissus

La représentation de fluorescence est très utilisée pour concevoir les tissus biologiques tels que l'arrière de l'oeil, où des signes de dégénérescence maculaire peuvent être trouvés. Elle est également utilisée généralement dans des vaisseaux sanguins d'image pendant la chirurgie réparatrice, permettant à des chirurgiens de s'assurer que les récipients sont correctement branchés.

Pour ces procédures, ainsi que d'autres maintenant dans les tests cliniques, tels que des tumeurs de représentation, les chercheurs emploient une partie du spectre léger connu sous le nom de proche-infrared (NIR) -- 700 à 900 nanomètres, juste au delà de ce que l'oeil humain peut trouver. Une teinture qui brille par fluorescence à cette longueur d'onde est administrée au fuselage ou au tissu et puis imagé utilisant un appareil-photo spécialisé. Les chercheurs ont montré cette lumière avec nanomètres plus grands de longueurs d'onde des que 1.000, connus sous le nom d'infrared d'ondes courtes (SWIR), des images beaucoup plus claires d'offres que NIR, mais il n'y a aucune teinture approuvée par le FDA de fluorescence avec l'émission maximale dans la gamme de SWIR.

Une équipe de recherche chez le MIT et le Massachusetts General Hospital a maintenant pris une mesure importante vers rendre la représentation de SWIR largement - procurable. Ils ont prouvé qu'une teinture approuvée par le FDA et disponible dans le commerce maintenant utilisée pour la représentation de proche-infrared fonctionne également très bien pour la représentation d'infrared d'ondes courtes.

« Ce qui nous avons trouvé est que cette teinture, qui a été reconnue depuis 1959, est réellement le meilleur, le fluorophore le plus lumineux que nous connaissons d'en ce point pour la représentation dans l'infrared d'ondes courtes, » dit Moungi Bawendi, professeur de loup de Lester de chimie au MIT. « Maintenant les cliniciens peuvent commencer à essayer la représentation d'ondes courtes pour leurs applications parce qu'ils ont déjà un fluorophore qui est approuvé pour l'usage chez l'homme. »

La représentation cette teinture avec un appareil-photo qui trouve la lumière infrarouge d'ondes courtes pourrait permettre à des médecins et à des chercheurs d'obtenir des images bien meilleures des vaisseaux sanguins et d'autres tissus cellulaires pour le diagnostic et la recherche.

Bawendi et ancien scientifique Oliver Bruns de recherches de MIT sont les auteurs supérieurs de l'étude, qui apparaît dans les démarches de l'académie nationale des sciences. Les auteurs importants du papier sont des étudiants de troisième cycle Jessica Carr et Daniel Franke de MIT.

Couper par le regain

La teinture que les chercheurs utilisés dans cette étude, connue sous le nom de vert d'indocyanine (ICG), produit par fluorescence le plus fortement environ 800 nanomètres, qui fait partie de la marge de proche-infrared. Une fois injecté dans le fuselage, il se déplace par la circulation sanguine, lui effectuant l'idéal pour l'angiographie (la visualisation du sang traversant des récipients). Certains robot-ont aidé les systèmes chirurgicaux ont comporté la représentation de fluorescence de NIR pour aider à concevoir des vaisseaux sanguins et d'autres caractéristiques anatomiques.

L'équipe de MIT a découvert l'utilité d'ICG pour la représentation de SWIR en quelque sorte serendipitously. En tant qu'élément d'une expérience de contrôle pour un autre papier, ils ont vérifié la sortie de fluorescence des points de tranche de temps contre la sortie de fluorescence d'ICG dans l'infrared d'ondes courtes. Ils ont compté qu'ICG n'aurait aucune sortie, mais étaient étonnés de découvrir qu'elle réellement a produit très un signe fort.

Le laboratoire et d'autres chercheurs de Bawendi ont été intéressés à des fluorophores se développer pour la représentation de SWIR parce que SWIR offre un meilleurs contraste et clarté que NIR. La lumière avec des longueurs d'onde plus courtes tend à disperser hors circuit des imperfections dans les objectifs qu'elle heurte, mais pendant que les longueurs d'onde sont plus longtemps, la dispersion est grand réduite.

« Dans le proche-infrared, les beaucoup de les caractéristiques que vous voyez en tissu peuvent sembler brumeuses, et une fois que vous entrez dans l'infrared d'ondes courtes, l'image éclaircissent et tout devient tranchante, » Bruns dit.

L'infrared d'ondes courtes peut également pénétrer plus profond dans le tissu, bien que prévoyant exact à quelle distance est un procédé compliqué, les chercheurs disent, parce qu'il dépend de la taille de la structure étant vue et du champ de vision du microscope. Dans l'étude neuve, les chercheurs pouvaient voir plusieurs centaines de micromètres dans le tissu utilisant un microscope de fluorescence régulier. Normalement, cette profondeur peut être atteinte seulement avec la microscopie de deux-photon, un type beaucoup plus compliqué et plus cher de représentation.

« Nous avons constaté que l'infrared d'ondes courtes est particulièrement utile pour les petits objets de représentation qui sont sur un grand mouvement propre, ainsi quand vous voulez faire l'angiographie des petits vaisseaux, ou les capillaires, qui est sensiblement plus facile dans l'infrared d'ondes courtes que dans le proche-infrared, » Franke indique.

Un signe fort

Dans leur étude, les chercheurs encore ICG exploré et prouvés qu'il donne un signe plus intense que l'autre SWIR colore maintenant à l'étude. Les études précédentes d'ICG s'étaient concentrées sur son émission autour de 800 nanomètres, où elle produit par fluorescence le plus lumineux, ainsi personne n'avait observé que la teinture a également produit un signe fort à de plus longues longueurs d'onde. Bien qu'elle ne brille pas par fluorescence efficacement dans la gamme d'ondes courtes-infrared, ICG absorbe tellement la lumière que si même un petit pourcentage est émis en tant que lumière fluorescente, le signe est plus lumineux que cela produit par d'autres teintures de SWIR.

Les chercheurs ont également constaté qu'ICG est assez lumineux qu'il peut produire des images rapidement, qui est important pour capter le mouvement.

« Si vous n'avez pas assez intense un signe, il ralentit combien de temps il prend pour prendre l'image, ainsi vous ne pouvez pas l'employer pour le mouvement de représentation tel que le sang circulant ou le battement de coeur, » Carr dit.

Les chercheurs ont également vérifié une autre teinture qui fonctionne dans le proche-infrared. Cette teinture, IRDye appelé 800CW, est assimilée à ICG et peut être fixée aux anticorps ces des protéines cibles de ce type a trouvé sur des tumeurs. Ils ont constaté qu'IRDye 800CW brille par fluorescence également brillamment dans la lumière d'ondes courtes-infrared, pensée pas aussi brillamment qu'ICG, et a prouvé qu'ils pourraient l'employer à l'image une tumeur cancéreuse dans les cerveaux des souris.

Pour faire la représentation d'ondes courtes-infrared, les laboratoires de recherche et les hôpitaux devraient commuter des appareils-photo de silicium maintenant utilisés pour la représentation de NIR à un appareil-photo d'arséniure de gallium (InGaAs) d'indium. Jusque récemment, ces appareils-photo ont été prohibitivement chers, mais les prix étaient descendus au cours des dernières années.

L'équipe de recherche est maintenant autre vérifiant pourquoi ICG fonctionne tellement bien pour la représentation d'ondes courtes-infrared, et essaye de recenser la longueur d'onde optimale pour son usage, qu'elles espèrent les aideront à déterminer les meilleures demandes de ce genre de représentation. Elles fonctionnent également avec d'autres laboratoires pour développer les teintures qui sont assimilées à ICG et pourraient fonctionner encore meilleur.

Source : http://news.mit.edu/2018/fluorescent-dye-could-enable-sharper-biological-imaging-0406