Разработана микроскопия раковых тканей в живых организмах

Новый микроскоп может визуализировать живую ткань в реальном времени и в молекулярных деталях без использования каких-либо химических веществ или красителей. 

Система использует точно настроенные импульсы света для создания изображения. Она позволяет исследователям изучить параллельные процессы в клетках и тканях, а также обеспечивает ученых новым инструментом для отслеживания прогрессирования опухоли, патологии тканей и диагностики заболеваний.

Исследователи подробно описали методику, названную бесконтактной синхронной автофлуоресцентной мультигармоничной микроскопией SLAM.

«Способ диагностики, при котором удаляются, обрабатываются и окрашиваются ткани, практикуется уже более 100 лет, - сообщили ученые. – Но благодаря достижениям в методах микроскопии, подобных нашему, мы надеемся изменить способ обнаружения, визуализации и мониторинга болезней, что приведет к лучшей диагностике, лечению и результатам».

Микроскопия SLAM отличается от стандартной. Во-первых, она используется на живой ткани, даже внутри живого существа. Поэтому ее можно использовать во время постановки диагноза или проведения хирургических операций. Во-вторых, она не требует специальных красителей и химических веществ, SLAM нужен только свет. Стандартная процедура включает в себя удаление образца ткани и добавление химических красящих веществ, что замедляет процесс. Кроме того, химические вещества могут разрушить клетки.

Хотя существуют другие методы визуализации без использования химических соединений, они только визуализируют подмножество сигналов, измеряя конкретные биологические или метаболические подписи. Между тем, SLAM одновременно собирает множество различий в клетках и тканях, охватывая детали и динамику молекулярного уровня, например, метаболизм.

В последнем исследовании ученые изучили опухоли молочной железы, а также окружающую опухоль микросреду. Благодаря новой технологии они смогли наблюдать диапазон динамики по мере прогрессирования опухоли и взаимодействия различных процессов.

«Злокачественные опухоли поддерживают целую экосистему в тканях. Они вербуют здоровые клетки для своей поддержки. SLAM показывает нам полную картину этого постоянно развивающегося микроокружения опухоли на субклеточных, молекулярных, метаболических уровнях в живых тканях животных и человека. Мониторинг этого процесса позволяет лучше понять прогрессирование рака. Он может привести к лучшей диагностике опухоли и стадии, на которой та находится, а также помочь выбрать наиболее эффективные терапевтические подходы, направленные на прекращение прогрессирования» - сообщили ученые.

Исследователи обнаружили, что клетки поблизости опухоли отличаются метаболизмом и морфологией, что указывает на то, что они были «завербованы» раком. Они также выяснили, что окружающие ткани создавали инфраструктуру для поддержки опухоли, например коллаген и кровеносные сосуды. Ученые зафиксировали взаимосвязь между опухолевыми клетками и окружающими клетками в форме везикул – крошечных транспортных клеток, которые высвобождаются одними клетками и поглощаются другими.

«Предыдущие испытания показали, что опухолевые клетки высвобождают везикулы, чтобы привлечь окружающие клетки для своей поддержки. Затем эти завербованные клетки выпускают свои собственные везикулы, которые возвращаются к опухоли. Это замкнутый круг. Он сильно отличается от активности, которую мы наблюдаем в контрольных образцах здоровой ткани. Возможность следить за динамикой всех ключевых игроков в аутентичных опухолевых средах может пролить свет на этот таинственный, но важный процесс» - отметили исследователи.

Теперь ученые используют SLAM микроскопию, чтобы сравнить здоровую и раковую ткань у крыс и людей, уделяя особое внимание активности везикул и тому, как она связана с развитие рака. Они также пытаются создать портативную версию микроскопа, который можно будет использовать в клинических условиях.

Источник: https://www.sciencedaily.com/releases/2018/06/180620125938.htm