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As técnicas microscópicas etiqueta-livres novas fornecem o melhor visualização das vesículas extracelulares

O laboratório da imagem lactente de Biophotonics no instituto de Beckman para ciência e tecnologia avançadas desenvolveu as técnicas de imagem lactente que investigam tecidos sem usar nenhuma mancha ou etiqueta-as. Os pesquisadores criaram um sistema original usando uma fonte de laser que pudesse capturar mais informação sobre um tecido comparado às técnicas de imagem lactente tradicionais. Esse sistema fornece o melhor visualização das vesículas extracelulares -- pacotes pequenos que são sabidos para aumentar em número e para ser associados com o cancro -- particularmente na conexão às pilhas de cancro da mama.

Using Deep Learning to Combat Cancer

“Nós podemos adquirir a informação sobre a estrutura e o metabolismo do tecido vivo. O sistema da imagem lactente permite nós capturem toda esta informação simultaneamente, permitindo que nós considerem muito mais detalhes sobre o tecido, pilhas, e suas funções do que as maneiras actuais de imagem lactente,” disse o Dr. Stephen Boppart, o professor da felicidade de Abel da engenharia com nomeações em elétrico e engenharia informática e tecnologia biológica nas Universidades de Illinois no Urbana-Campo, que conduz o laboratório da imagem lactente de Biophotonics, e é igualmente um médico.

“O visualização e a caracterização Etiqueta-Livres de papel das vesículas extracelulares no cancro da mama” foram publicados nas continuações da Academia Nacional das Ciências, e destacados na tampa do jornal.

As pilhas usam estas vesículas extracelulares para comunicar-se um com o otro mesmo em condições normais. As pilhas do tumor alterarão estas vesículas extracelulares, e liberam mais durante todo o corpo. Por este motivo, têm o potencial ser usado como marcadores para a progressão do cancro.”

Dr. Stephen Boppart

As técnicas tradicionais do visualização são dependentes do uso das etiquetas, que envolve muito esforço e pode tornar o tecido inusável para a investigação adicional. “Nossa contribuição chave é que nós podemos visualizar estas vesículas em tecidos vivos sem molestar os tecidos ou usar nenhumas etiquetas. Nós podemos ver como estas vesículas interagem um com o otro e com os tumores,” dissemos Sixian você, um assistente de pesquisa do graduado da tecnologia biológica no laboratório de Boppart que é primeiro autor no papel.

A técnica usada pelo laboratório envolve usar os pulsos ultrashort do laser que interagem com as amostras de tecido.

“Há dois mecanismos envolvidos na imagem lactente,” você disse. “Alguns dos componentes do tecido emitem-se tipos diferentes da fluorescência que vem em cores diferentes. O outro mecanismo envolve as estruturas moleculars que quando alinhadas em uma determinada maneira, lhe dão um grupo totalmente diferente de cores.”

Os pesquisadores igualmente começaram a caracterizar os índices das vesículas usando esta técnica.

“Nós encontramos que as vesículas que têm umas concentrações mais altas de moléculas de NADPH estão correlacionadas altamente com a agressividade do tumor, e posicionadas frequentemente em torno das embarcações. Caracterizando as vesículas, nós temos um bom tiro em detectar mudanças cancerígenos em uma fase mais adiantada,” você disse.

Um segundo papel, do “diagnóstico intraoperativo tempo real rede neural profunda pela histologia virtual conduzida do Multiphoton,” foi publicado na oncologia da precisão, e olha de combinação a imagem lactente etiqueta-livre com as técnicas de aprendizagem profundas.

Actualmente, quando os cirurgiões removem os tumores dos pacientes, analisam as amostras de tecido das margens do tumor para assegurar-se de que todo o tecido do cancro esteja removido. Infelizmente, os laboratórios de patologia que analisam as amostras podem tomar até alguns dias para terminar sua análise.

“Nós estamos tentando usar a técnica etiqueta-livre para olhar imediatamente o tecido na sala cirúrgica,” você disse. “Depois que nós obtemos as imagens nós usamos profundamente a aprendizagem, que pode ser usada para se diferenciar entre o tecido cancerígeno e normal do peito.”

“Nós esperamos que esta técnica estará usada para o diagnóstico médico e umas aplicações mais clínicas. As técnicas actuais são úteis mas antiquadas e demoradas. Nós pensamos que há muita informação nova que nós podemos ganhar desta tecnologia,” Boppart disse.

“O sistema próprio é um tanto caro, mas não ao contrário de outros microscópios da parte alta atualmentes em uso, e os custos devem vir para baixo em alguns anos como a tecnologia laser se amadurece,” Boppart disseram. “O outro desafio inerente para nós é que se você quer imagens de alta resolução, você precisa de se centrar sobre áreas menores. Contudo, quando nós olhamos as áreas menores, nós podemos ainda obter uma imagem adequada do que está indo sobre no tecido.”

Source:
Journal reference:

You, S, et al. (2020) Label-free visualization and characterization of extracellular vesicles in breast cancer. PNAS. doi.org/10.1073/pnas.1909243116.