Neinvazivno duboko snimanje živog tkiva

Metaboličko snimanje je neinvazivna metoda koja kliničarima i znanstvenicima omogućuje proučavanje živih stanica pomoću laserskog svjetla, što im može pomoći u procjeni napredovanja bolesti i odgovora na liječenje, no svjetlost se raspršuje kada svijetli u biološko tkivo, ograničavajući koliko duboko može prodrijeti i ometa razlučivost snimljenih slika.

Sada su istraživači na američkom Institutu tehnologije u Massachusettsu (MIT) razvili novu tehniku ​​koja više nego udvostručuje uobičajenu granicu dubine metaboličkog snimanja. Njihova metoda također povećava brzinu snimanja, dajući bogatije i detaljnije slike.

Ova nova tehnika ne zahtijeva prethodnu obradu tkiva, kao što je rezanje ili bojenje. Umjesto toga, specijalizirani laser osvjetljava duboko u tkivo, uzrokujući da određene intrinzične molekule unutar stanica i tkiva emitiraju svjetlost. Time se eliminira potreba za mijenjanjem tkiva, pružajući prirodniji i točniji prikaz njegove strukture i funkcije.

Istraživači su to postigli adaptivnom prilagodbom laserskog svjetla za duboka tkiva. Korištenjem nedavno razvijenog oblikovanja vlakana, uređaja koji kontroliraju savijanjem, mogu prilagoditi boju i pulseve svjetlosti kako bi smanjili raspršenje i maksimizirali signal kako svjetlost putuje dublje u tkivo. To im omogućuje da vide mnogo dublje u živo tkivo i snime jasnije slike.

Veća dubina prodiranja, veće brzine i veća razlučivost čine ovu metodu posebno prikladnom za zahtjevne slikovne primjene poput istraživanja raka, tkivnog inženjerstva, otkrivanja lijekova i proučavanja imunoloških odgovora.

Istraživači koriste višemodno vlakno, vrstu optičkog vlakna koje može prenijeti značajnu količinu energije, i povezuju ga s kompaktnim uređajem koji se zove "oblikovatelj vlakana". Ovaj oblikovatelj im omogućuje preciznu modulaciju širenja svjetlosti adaptivnom promjenom oblika vlakna. Savijanjem vlakna mijenja se boja i intenzitet lasera.

Nakon što su izgradili mehanizam kojim se može upravljati, razvili su platformu za snimanje kako bi iskoristili moćni laserski izvor za generiranje duljih valnih duljina svjetlosti, koje su ključne za dublje prodiranje u biološka tkiva.

Kada su istraživači testirali svoj uređaj za snimanje, svjetlost je mogla prodrijeti više od 700 mikrometara u biološki uzorak, dok su najbolje prijašnje tehnike mogle doseći samo oko 200 mikrometara.

Tehnika dubokog snimanja omogućila im je da vide stanice na više razina unutar živog sustava, što bi moglo pomoći istraživačima u proučavanju metaboličkih promjena koje se događaju na različitim dubinama. Osim toga, veća brzina snimanja omogućuje im prikupljanje detaljnijih informacija o tome kako metabolizam stanice utječe na brzinu i smjer njezinih kretanja.

Ova nova metoda snimanja mogla bi dati poticaj i proučavanju organoida, projektiranih stanica koje mogu rasti tako da oponašaju strukturu i funkciju organa.

Istraživači se dugoročno nadaju da će primijeniti ovu tehniku ​​u stvarnom svijetu kako bi pomogli biolozima u praćenju reakcije na lijekove u stvarnom vremenu kako bi pomogli u razvoju novih lijekova. 

Istraživanje objavljeno u časopisu Science Advances možete pronaći na ovoj poveznici.