Notícia

Nova técnica de bioimagem é rápida e de baixo custo

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Fonte

Instituto Politécnico Rensselaer

Data

segunda-feira, 21 agosto 2017 23:35

Áreas

Fotônica. Física Médica. Engenharia Biomédica. Imagens Médicas. Diagnóstico por Imagens.

Uma nova abordagem de imagem óptica permite monitorar, de forma rápida e econômica, múltiplas interações moleculares em uma grande área de tecido vivo – como um órgão ou um animal pequeno; A tecnologia poderia ter aplicações em diagnóstico médico, cirurgia guiada ou testes pré-clínicos de novas drogas. O método, detalhado na revista científica Nature Photonics, é capaz de rastrear simultaneamente 16 cores relativas a informações ligadas espacialmente em uma área de vários centímetros quadrados e pode capturar interações que ocorrem em meros bilionésimos de segundo.

“Desenvolvemos uma maneira inteligente de adquirir uma enorme quantidade de informações em um curto período de tempo”, disse o Dr. Xavier Intes, professor de engenharia biomédica do Instituto Politécnico Rensselaer, nos Estados Unidos. “Nossa abordagem é mais rápida e menos onerosa do que a tecnologia existente, sem comprometer a precisão dos dados que adquirimos”.

Como o próprio nome indica, a imagem óptica usa luz para investigar um alvo. Em aplicações biomédicas, a imagem óptica tem muitas vantagens em relação a técnicas como a ressonância magnética e PET, que usam magnetismo e emissão de pósitrons para reconstruir imagens do tecido vivo.

O método que os pesquisadores desenvolveram faz uso de técnicas de imagens ópticas avançadas – imagens de fluorescência emparelhadas com transferência de energia por ressonância de Forster (FRET) – para revelar o estado molecular dos tecidos. Em imagens de fluorescência (FLIM), as moléculas de interesse são marcadas com moléculas fluorescentes que, quando excitadas por um feixe de luz, emitem um sinal de luz com uma certa cor ao longo do tempo que é indicativo do seu ambiente imediato. As moléculas podem ser sintonizadas para transmitirem informações sobre propriedades como a viscosidade, o pH ou a presença de oxigênio. O FLIM é ideal para os tecidos espessos de um corpo porque depende de informações de tempo, em vez de intensidade de luz, que se degrada significativamente à medida que viaja através de tecido. Os pesquisadores também usaram a transferência (FRET), que determina a proximidade entre duas moléculas marcadas de forma semelhante – como um fármaco e seu alvo – com base em uma transferência de energia que ocorre somente quando as moléculas marcadas são entregues nas células doentes, para máxima eficácia terapêutica.

No entanto, enquanto o método FLIM-FRET gera um sinal rico em informações, coletar esse sinal de forma rápida e economicamente viável é problemático. Os métodos atuais dependem de câmeras caras, que podem representar apenas um célula marcada por vez, e a varredura pode demorar horas à medida que a câmera coleta informações de seu campo de visão completo.

Para superar esse obstáculo, os pesquisadores dispensaram câmeras e, em vez disso, usaram um método de detecção de um único pixel combinado com uma técnica de amostragem matemática (com base em uma transformada de Hadamard) que lhes permitiu coletar informações relevantes suficientes em 10 minutos para construir uma imagem precisa. O método de detecção pode coletar informações em 16 canais espectrais simultaneamente, enquanto três dispositivos de detecção posicionados em torno da amostra forneceram informações espaciais usadas para construir uma imagem tridimensional.

“Esta é uma nova plataforma, uma nova opção na macroscopia, e pensamos que terá múltiplas aplicações na área biomédica“, concluiu o Dr. Xavier Intes.

Acesse o resumo do artigo científico (em inglês).

Fonte: Mary L. Martialay, Instituto Politécnico Rensselaer. Imagem: Divulgação.

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