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Caratteristiche molecolari di immagini del sistema del tessuto del cancro in tempo reale

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Un gruppo dell'università dell'Illinois ai ricercatori del Urbana-champagne principali dal professor Stephen Boppart della bioingegneria ha preveduto con successo il microenvironment del tumore del tessuto umano del seno poco tempo dopo che fosse rimosso chirurgicamente da un paziente nella sala operatoria. I ricercatori hanno raggiunto questo facendo uso di nuovo sistema ottico portatile della rappresentazione messo a punto nel laboratorio di Boppart.

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Questo lavoro segna un punto importante verso fornire ai ricercatori del cancro un nuovo strumento per l'inseguimento la progressione del tumore e della nuova tecnologia dei medici per patologia e sistemi diagnostici del tessuto. Tipicamente, il processo per la diagnostica del cancro richiede parecchi giorni. Un chirurgo in primo luogo rimuove un campione di tessuto che poi è elaborato con le tinture chimiche; successivamente, il campione è inviato ad un patologo per esame e la diagnosi successiva.

«Crediamo che catturare le caratteristiche cellulari e molecolari dinamiche negli esemplari di recente rimossi o biopsiati del tessuto contenga il sistema diagnostico importante ed informazioni prognostiche che attualmente sono perse quando gli esemplari sono disposti in un fissativo ed essenzialmente hanno ucciso rapidamente per conservare la struttura,» ha detto Boppart, che è inoltre un docente all'istituto di Beckman per scienza e tecnologia avanzata all'Illinois e un professore di elettrico & ingegneria informatica (ECE) e Carle Illinois College di medicina. «La nostre piattaforma e metodologia della rappresentazione permettono che noi estraiamo questi nuove informazioni in tempo reale, alla punto-de-procedura.»

Il sistema ottico portatile della rappresentazione di Boppart utilizza simultaneamente gli impulsi luminosi precisi al tessuto di immagine in quattro modalità, permettendo al suo gruppo di studiare i processi concorrenti all'interno delle cellule ed il tessuto che compongono il microenvironment del tumore. Per esempio, le fibre del collagene compaiono nel verde; le fibre dell'elastina ed il citoplasma dinucleotide-contenente delle cellule dell'adenina di flavin compaiono in giallo; le membrane cellulari, le frontiere del lipido e le vescicole extracellulari (EVs) compaiono in magenta; e di nicotinamide adenindinucleotide nelle cellule e nei lipidi compare in ciano.

Il gruppo ha dimostrato l'attuabilità del loro sistema della rappresentazione nella sala operatoria a Carle Foundation Hospital durante gli ambulatori del cancro al seno. In 30 minuti del tessuto malato che è estratto, i ricercatori potevano identificare le caratteristiche specifiche del tessuto, compreso le firme molecolari connesse con attività metabolica dentro le diverse cellule che compongono il microenivronment del tumore.

I ricercatori inoltre si sono interessati a vescicole extracellulari in relazione con il tumore la misurazione (EVs), che sono conosciute per promuovere la diffusione di cancro. «EVs svolge un ruolo essenziale nella progressione del cancro,» ha detto il Sun di Yi «Edwin» del dottorando dell'ECE, l'autore principale della pubblicazione. «Quantificare le densità di EV può essere sviluppata come biomarcatore potenziale per le diagnosi future del cancro.» Come componente del dei loro studi, loro anche raccolte e tessuto sano imaged del seno che i chirurghi avevano rimosso dai pazienti senza Cancro durante le procedure di riduzione di seno.

In un confronto dei due tipi di tessuti, hanno trovato una chiara differenza nella densità di EV fra il tessuto cancerogeno e sano. Per esempio, il tessuto cancerogeno ha esibito le densità aumentate di EV ed ha avuto più breve distanza del tumore--margine. «Che cosa abbiamo osservato circa le vescicole extracellulari siamo significativi ma potrebbe essere determinato soltanto esattamente con il nostro nuovo sistema,» ha detto il Sun, notante come altri sistemi ottici portatili della rappresentazione spiegati nella sala operatoria interamente alterano i campioni di tessuto neanche con le tinture fluorescenti o la luce ultravioletta tossica. «La nostra tecnica di rappresentazione funziona bene con le routine correnti di trattamento del cancro ed è esente da tutta la forma di perturbazione.»

Secondo Boppart, i progetti per il futuro del gruppo includono facendo uso del sistema della rappresentazione sugli esemplari del tessuto ottenuti dalle procedure di ago-biopsia che sono eseguite ordinariamente nelle regolazioni del paziente esterno. Inoltre continueranno a usando il sistema sui campioni dalla sala operatoria.