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Molekulare Eigenschaften der Systembilder des Krebsgewebes in der Realzeit

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Ein Team der Universität von Illinois an den Urbana-Ebenenforschern, die von Biotechnik-Professor Stephen Boppart geführt werden, hat erfolgreich das Tumormikromilieu des menschlichen Brustgewebes sichtbar gemacht, kurz nachdem es chirurgisch von einem Patienten im Operationsraum entfernt wurde. Die Forscher erzielten dieses unter Verwendung eines neuen tragbaren optischen Darstellungssystems, das in Bopparts Labor entwickelt wurde.

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Diese Arbeit markiert einen bedeutenden Schritt in Richtung zum Versehen von Krebsforschern mit einem neuen Werkzeug für die Spurhaltung von Tumorweiterentwicklung und von neuer Technologie der Ärzte für Gewebepathologie und -diagnosen. Gewöhnlich dauert der Prozess für die Diagnose von Krebs einige Tage. Ein Chirurg entfernt zuerst eine Gewebeprobe, die dann mit chemischen Färbungen verarbeitet wird; später einem Pathologen für Prüfung und folgende Diagnose wird die Probe geschickt.

„Wir glauben, dass das Gefangennehmen der dynamischen zellulären und molekularen Eigenschaften in frisch entfernten oder biopsierten Gewebeexemplaren wertvolle Diagnose enthält und prognostische Informationen, die z.Z. verloren ist, wenn Exemplare in ein Fixiermittel gelegt werden und im Wesentlichen schnell töteten, um Struktur zu konservieren,“ sagten Boppart, der auch ein Mitglied des Lehrkörpers am Beckman-Institut für modernes Wissenschaft und Technik bei Illinois und ein Professor der elektrischer u. Computertechnik (ECE) und Carle Illinois College von Medizin ist. „Unsere Darstellungsplattform und -methodologie erlauben uns, diese neuen Informationen in der Realzeit, am Punkt-vonverfahren zu extrahieren.“

Bopparts verwendet tragbares optisches Darstellungssystem genaue Lichtimpulse gleichzeitig zum Bildgewebe in vier Modalitäten und ermöglicht seinem Team, gleichzeitige Prozesse innerhalb der Zellen zu studieren und Gewebe, die das Tumormikromilieu bilden. Zum Beispiel erscheinen Kollagenfasern grün; Elastinfasern und Dinucleotid-enthaltener Zytoplasma flavin Adenins Zellerscheinen gelb; Zellmembranen, Lipidgrenzen und extrazellulare Bäschen (EVs) erscheinen magenta; und Nikotinamidadenindinucleotid in den Zellen und in den Lipiden erscheint cyan-blau.

Das Team demonstrierte die Entwicklungsfähigkeit ihres Darstellungssystems im Operationsraum bei Carle Foundation Hospital während der Brustkrebsoperationen. Innerhalb 30 Minuten des kranken Gewebes, das extrahiert wurde, waren die Forscher in der Lage, spezifische Gewebeeigenschaften, einschließlich die molekularen Unterzeichnungen zu identifizieren, die mit metabolischer Tätigkeit innerhalb der einzelnen Zellen verbunden sind, die das Tumor microenivronment bilden.

Die Forscher wurden auch an das Messen Tumor-bedingten extrazellularen Bäschen (EVs) interessiert, die bekannt, um die Verbreitung von Krebs zu fördern. „EVs spielen eine wesentliche Rolle in der Krebsweiterentwicklung,“ sagte ECE-Studenten im Aufbaustudium Yi „Edwin“ Sun, der führende Autor der Forschungsarbeit. „Die Quantitativbestimmung von EV-Dichten wird entwickelt möglicherweise als möglicher Biomarker für zukünftige Krebsdiagnosen.“ Als Teil ihrer Studien, sie auch gesammelt und abgebildeten gesunden Brustgewebes, die Chirurgen von den Krebs-freien Patienten während der Brustreduzierungsverfahren entfernt hatten.

In einem Vergleich der zwei Arten des Gewebes, fanden sie einen klaren Unterschied bezüglich EV-Dichte zwischen dem krebsartigen und gesunden Gewebe. Zum Beispiel wies das krebsartige Gewebe erhöhte EV-Dichten auf und hatte kürzeren Tumor-zurandabstand. „, was wir über die extrazellularen Bäschen sind bedeutend aber beobachteten, es könnte mit unserem neuen System nur genau bestimmt werden,“ sagte Sun und merkte wie andere tragbare optische Darstellungssysteme, die ganz im Operationsraum, eingesetzt wurden die Gewebeproben zu ändern entweder mit Leuchtstofffärbungen oder giftigem UV-Licht. „Unsere Abbildungstechnik funktioniert gut mit gegenwärtigen Krebsbehandlungsprogrammen und ist frei von jeder möglicher Form der Störung.“

Entsprechend Boppart umfassen die Zukunftspläne des Teams unter Verwendung des Darstellungssystems auf den Gewebeexemplaren, die von den Nadelbiopsieverfahren erhalten werden, die routinemäßig in den Einstellungen des ambulanten Patienten durchgeführt werden. Sie fahren auch fort, das System zu verwenden auf Proben vom Operationsraum.