A tintura fluorescente podia permitir que os doutores obtenham melhores imagens de vasos sanguíneos, tecidos

A imagem lactente da fluorescência é amplamente utilizada para visualizar tecidos biológicos tais como a parte traseira do olho, onde os sinais da degeneração macular podem ser detectados. É igualmente de uso geral aos vasos sanguíneos da imagem durante a cirurgia reconstrutiva, permitindo que os cirurgiões certifiquem-se as embarcações estão conectadas correctamente.

Para estes procedimentos, assim como outro agora nos ensaios clínicos, tais como tumores da imagem lactente, os pesquisadores usam uma parcela do espectro claro conhecido como o próximo-infravermelho (NIR) -- 700 a 900 nanômetros, apenas além do que o olho humano pode detectar. Uma tintura que brilhe neste comprimento de onda é administrada ao corpo ou ao tecido e então imaged usando uma câmera especializada. Os pesquisadores mostraram essa luz com os maiores de 1.000 nanômetros dos comprimentos de onda, conhecidos como o infravermelho da curto-onda (SWIR), umas imagens muito mais claras das ofertas do que NIR, mas não há nenhuma tintura aprovado pelo FDA da fluorescência com emissão máxima na escala de SWIR.

Uma equipe dos pesquisadores no Hospital Geral do MIT e do Massachusetts tem tomado agora uma etapa principal para a factura da imagem lactente de SWIR amplamente disponível. Mostraram que uma tintura aprovado pelo FDA, disponível no comércio usada agora para a imagem lactente próximo-infravermelha igualmente trabalha muito bem para a imagem lactente do infravermelho da curto-onda.

“O que nós encontramos é que esta tintura, que tem sido aprovada desde 1959, é realmente o melhor, o fluoróforo o mais brilhante que nós conhecemos de neste momento para a imagem lactente no infravermelho da curto-onda,” diz Moungi Bawendi, professor do lobo de Lester da química no MIT. “Agora os clínicos podem começar tentar a imagem lactente da curto-onda para suas aplicações porque já têm um fluoróforo que seja aprovado para o uso nos seres humanos.”

A imagem lactente esta tintura com uma câmera que detectasse a luz infra-vermelha da curto-onda poderia permitir que os doutores e os pesquisadores obtenham imagens muito melhores de vasos sanguíneos e de outros tecidos do corpo para o diagnóstico e a pesquisa.

Bawendi e o cientista anterior Oliver Bruns da pesquisa do MIT são os autores superiores do estudo, que aparece nas continuações da Academia Nacional das Ciências. Os autores principais do papel são alunos diplomados Jessica Carr e Daniel Franke do MIT.

Corte através da névoa

A tintura que os pesquisadores usados neste estudo, conhecido como o verde do indocyanine (ICG), brilham o mais fortemente ao redor 800 nanômetros, que cai dentro da escala próximo-infravermelha. Quando injetado no corpo, viaja através da circulação sanguínea, fazendo lhe o ideal para a angiografia (o visualização do sangue que corre através de embarcações). Alguns robô-ajudaram a sistemas cirúrgicos incorporaram a imagem lactente da fluorescência de NIR para ajudar a visualizar vasos sanguíneos e outras características anatômicas.

A equipe do MIT descobriu a utilidade de ICG para a imagem lactente de SWIR um tanto serendipitously. Como parte de uma experiência de controle para um outro papel, testaram a saída da fluorescência de pontos do quantum contra a saída da fluorescência de ICG no infravermelho da curto-onda. Esperaram que ICG não teria nenhuma saída, mas foram surpreendidos descobrir que produziu realmente um sinal muito forte.

Outros pesquisadores de Bawendi o laboratório e foram interessados em fluorophores tornar-se para a imagem lactente de SWIR porque SWIR oferece o melhores contraste e claridade do que NIR. A luz com comprimentos de onda mais curtos tende a dispersar fora das imperfeições nos objetos que golpeia, mas como os comprimentos de onda se tornam mais por muito tempo, dispersar é reduzida extremamente.

“No próximo-infravermelho, muitas características que você vê no tecido podem olhar nevoentas, e uma vez que você se move no infravermelho da curto-onda, a imagem esclarecem e tudo torna-se afiada,” Bruns diz.

o infravermelho da Curto-onda pode igualmente penetrar mais profundo no tecido, embora calculando exactamente como está distante um processo complicado, os pesquisadores dizem, porque depende do tamanho da estrutura que está sendo vista e do campo de visão do microscópio. No estudo novo, os pesquisadores podiam ver várias centenas micrômetros no tecido usando um microscópio de fluorescência regular. Normalmente, esta profundidade pode ser alcançada somente com microscopia do dois-fotão, um tipo muito mais complicado e mais caro de imagem lactente.

“Nós encontramos que o infravermelho da curto-onda é particularmente útil para os objetos pequenos da imagem lactente que são sobre um grande fundo, assim que quando você quer fazer a angiografia de embarcações pequenas, ou os capilares, que seja significativamente mais fácil no infravermelho da curto-onda do que no próximo-infravermelho,” Franke dizem.

Um sinal forte

Em seu estudo, os pesquisadores promovem ICG explorado e mostrams que dá um sinal mais forte do que o outro SWIR se tinge agora durante o processo de desenvolvimento. Os estudos precedentes de ICG tinham-se centrado sobre sua emissão ao redor 800 nanômetros, onde brilha o mais brilhante, assim que ninguém tinha observado que a tintura igualmente produziu um sinal forte em uns comprimentos de onda mais longos. Embora não brilha eficientemente na escala onda curta-infravermelha, ICG absorve tanto a luz que se mesmo uma porcentagem pequena é emitida como a luz fluorescente, o sinal é mais brilhante do que aquele produzido por outras tinturas de SWIR.

Os pesquisadores igualmente encontraram que ICG é brilhante bastante que pode produzir imagens rapidamente, que é importante para capturar o movimento.

“Se você não tem um sinal forte bastante, retarda quanto tempo toma para tomar a imagem, assim que você não pode usá-la para o movimento da imagem lactente tal como o sangue que flui ou a batida do coração,” Carr diz.

Os pesquisadores igualmente testaram uma outra tintura que trabalhasse no próximo-infravermelho. Esta tintura, chamada IRDye 800CW, é similar a ICG e pode ser anexada aos anticorpos que visam proteínas tais como aqueles encontrados em tumores. Encontraram que IRDye 800CW igualmente brilha brilhantemente na luz onda curta-infravermelha, pensamento tão brilhantemente quanto ICG, e mostrou que poderia o usar à imagem um tumor cancerígeno nos cérebros dos ratos.

Para fazer a imagem lactente onda curta-infravermelha, os laboratórios de pesquisa e os hospitais precisariam de comutar das câmeras do silicone usadas agora para a imagem lactente de NIR a uma câmera do arsenieto de gálio (InGaAs) do índio. Até recentemente, estas câmeras foram proibitivamente caros, mas os preços têm vindo para baixo nos os últimos anos.

A equipa de investigação é agora mais adicional investigando porque ICG trabalha tão bem para a imagem lactente onda curta-infravermelha, e está tentando identificar o comprimento de onda óptimo para seu uso, que espera o ajudará a determinar os melhores pedidos para este tipo da imagem lactente. Igualmente estão trabalhando com outros laboratórios para desenvolver as tinturas que são similares a ICG e puderam trabalhar mesmo melhor.

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