MOZART do obrazowania

[KopalniaWiedzy.pl 357]

Zespół z Uniwersytetu Stanforda opracował nową technikę obrazowania w 3D żywych, a nie zakonserwowanych komórek i tkanek podskórnych. Amerykanie mają nadzieję, że uda się ją wykorzystać np. do monitorowania wyników leczenia nowotworów, czy zrozumienia, jak pojedyncze komórki odłączają się od guzów i przemieszczają do nowych lokalizacji.

Za pomocą techniki MOZART (od ang. MOlecular imaging oraz characteriZation of tissue noninvasively At cellular ResoluTion) udało się dotąd zajrzeć pod skórę zwierzęcia, uwidaczniając szczegóły budowy naczyń limfatycznych i krwionośnych.

W przyszłości MOZART może posłużyć do wykrywania nowotworów skóry, jelita grubego czy przełyku, a także wykrycia nieprawidłowych naczyń, jakie pojawiają się na najwcześniejszych etapach związanego z wiekiem zwyrodnienia plamki żółtej.

Próbujemy zajrzeć do żywego organizmu i zebrać informacje z poziomu pojedynczej komórki. Dotąd nie było na to sposobu - podkreśla prof. Adam de la Zerda, dodając, że choć optyczna tomografia koherencyjna (OCT) pozwala obejrzeć anatomię/tkanki kilka milimetrów pod skórą, nie jest na tyle specyficzna, by wyodrębnić indywidualne komórki lub wytwarzane przez nie cząsteczki.

W pierwszej kolejności zespół Zerdy musiał znaleźć sposób na znakowanie, które pozwoliłoby różnicować komórki, dzięki czemu można by np. wychwycić początek namnażania komórek nowotworowych w zdrowej tkance. Amerykanie stwierdzili, że do tego celu świetnie nadawałyby się złote nanopręciki, ale te dostępne w handlu były zbyt krótkie, żeby zapewnić odpowiednio silny sygnał.

Jak tłumaczy student Elliott SoRelle, wibracje nanopręcików rozpraszają światło, co można wykryć za pomocą mikroskopu. Jeśli wszystkie otaczające tkanki drgają w białym szumie wyższych częstotliwości, na ich tle długie nanopręciki będą się wyróżniać.

Wyzwaniem pozostawało jednak, jak wyprodukować dłuższe nanopręciki, które byłyby nietoksyczne, stabilne i bardzo jasne. Choć zadanie nie należało do prostych, udało się uzyskać różnych rozmiarów nietoksyczne nanopręciki, które drgają w unikatowych i łatwych do zidentyfikowania częstotliwościach.

Kolejnym zadaniem było odfiltrowanie częstotliwości nanopręcików od otaczającej tkanki. W tym celu Orly Liba stworzyła algorytm komputerowy.

Wykorzystując duże nanopręciki SoRelle'a i algorytm Liby, ekipa de la Zerdy uzyskała tak duże (gigapikselowe) obrazy 3D w wysokiej rozdzielczości, że trzeba było stworzyć kolejne algorytmy do ich analizowania i przechowywania.

MOZART przeszedł testy na uchu żywej myszy. Naukowcy zaobserwowali, że nanopręciki są wychwytywane przez układ limfatyczny i transportowane przez sieć zastawek. Amerykanie zidentyfikowali nanopręciki dwóch wielkości, które drgały z różnymi częstotliwościami w dwóch naczyniach limfatycznych. Różnicowanie powiodło się także w przypadku naczyń krwionośnych.

Wykazawszy, że złote nanopręciki są widoczne w żywej tkance, akademicy z laboratorium Bio-X chcą teraz zademonstrować, że mogą się one wiązać ze specyficznymi komórkami, np. nowotworu skóry, lub nieprawidłowymi naczyniami krwionośnymi na wczesnych etapach zwyrodnienia plamki żółtej.

« powrót do artykułu