Tomografía fotoacústica ayuda a detectar células cancerosas profundas

Modificar mediante ingeniería genética las células de glioblastoma con un fitocromo bacteriano, hace que sea posible identificarlas incluso a una profundidad de un centímetro dentro de los tejidos, mediante tomografía fotoacústica (PAT).

Unos investigadores de la Universidad de Washington (WUSTL; St Louis, MO, EUA) y de la Facultad de Medicina Albert Einstein (Nueva York, Nueva York, EUA) combinaron con éxito la alta resolución y la penetración profunda de la PAT, con el BphP1, un fitocromo conmutable de manera reversible, procedente de la bacteria Rhodopseudomonas palustris. Dado que el BphP1 tiene la capacidad de distinguir los estados de absorción de la luz del rojo y del infrarrojo cercano (NIR), los investigadores tomaron imágenes de los tejidos cancerosos modificados, utilizando esos dos tipos de luz y las compararon para obtener unas imágenes de las células cancerosas, con alta sensibilidad y alta resolución.

Además, la combinación de la longitud de onda única de la PAT con la eficiencia del BphP1 para la conmutación entre el rojo y el NIR, permitió obtener imágenes diferenciales, disminuyendo de forma sustancial las señales de fondo, con una mayor sensibilidad para la detección, aumentando la profundidad de la penetración y con una mejor resolución espacial. Esto les permitió a los investigadores hacer un seguimiento del crecimiento del tumor y de las metástasis, con una resolución de 100 micras y a una profundidad de cerca de 10 mm y también obtener imágenes de las células cancerosas individuales con una resolución de la difracción sub-óptica de aproximadamente 140 nm. El estudio fue publicado el 9 de noviembre de 2015, en la revista NatureMethods.

“Esta técnica es muy útil para obtener imágenes del cáncer. Cuando vemos por primera vez un cáncer en etapa temprana, los tejidos cancerosos no difieren mucho de los tejidos sanos que los rodean, porque la abundancia de sangre produce señales fuertes y así las células cancerosas no se destacan”, dijo el autor principal, el ingeniero biomédico JunjieYao, PhD, de la WUSTL. “Ahora, con esta nueva tecnología, podemos ver las células cancerosas en una pequeña cantidad de tejido cuando el cáncer aún es incipiente”.

“La codificación genética de las proteínas nos permite obtener imágenes y realizar un seguimiento dirigido de los procesos biológicos que ocurren en los tejidos profundos. La propiedad de la conmutación óptica de las proteínas nos permite tener nuevas metodologías para obtener imágenes”, dijo el autor principal, Lihong Wang, PhD, de la WUSTL. “Esta tecnología nos ofrece una nueva y prometedora herramienta de alta resolución para que los biólogos puedan obtener imágenes de los tejidos profundos del cáncer, con especificidad genética, así como para el estudio de fármacos en los tejidos en vivo”.

La PAT de sondas codificadas genéticamente permite obtener imágenes de ciertos procesos biológicos específicos que se presentan en tejidos profundos, con alta resolución espacial. Sin embargo, la intensidad de las señales de fondo de la sangre puede disminuir la sensibilidad que se pretende lograr para la detección.

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Washington University
Albert Einstein College of Medicine