Forscher welcher University of California San Diego nach sich ziehen verknüpfen ungewöhnlichen Verbündeten gefunden, um die Krebsdiagnose schneller, genauer und weltweit zugänglicher zu zeugen: welcher Morpho -Schmetterling. Welcher Morpho -Schmetterling, welcher zu Gunsten von seine schimmernden blauen Tragfläche namhaft ist, verdankt seine Brillanz nicht Pigmenten, sondern mikroskopischen Strukturen, die Licht vertuschen. Jetzt nutzen Forscher die gleichen Strukturen, um detaillierte Einblicke in die faserige Zusammensetzung von Krebsbiopsieproben zu Vorteil verschaffen – ohne die Notwendigkeit chemischer Färbung oder teure Bildgebungsgeräte.
Die Ergebnisse werden in einem in fortschrittlichen Materialien veröffentlichten Papier beschrieben.
Fibrose, die Akkumulation von Fasergewebe, ist ein wesentliches Merkmal vieler Krankheiten, einschließlich neurodegenerativer Störungen, Herzerkrankungen und Krebs. In welcher Onkologie kann die Priorisierung des Ausmaßes welcher Fibrose in einer Biopsieprobe helfen, festzustellen, ob sich welcher Krebs eines Patienten in einem frühen oder fortgeschrittenen Stadium befindet.
„Die große Herausforderung besteht jedoch darin, dass es größt… schwierig ist, zwischen diesen Phasen mit aktuellen klinischen Methoden zu unterscheiden“ . Sie Methoden beruhen uff Färbung von Geweben, um die Schlüsselstrukturen in welcher Tumorbiopsie hervorzuheben. Die Ergebnisse können jedoch subjektiv sein – ein Pathologe kann eine Probe unterschiedlich denn ein anderer interpretieren. Und obwohl es fortschrittlichere Bildgebungstechniken gibt, die umfangreichere Finessen liefern, erfordern sie teure, spezielle Geräte, die viele Kliniken simpel nicht nach sich ziehen.
Hier kommt welcher Morpho-Schmetterling ins Spiel. Poulikakos und ihr Team entdeckten, dass die Struktur eines Tumors, während sie eine Biopsieprobe uff einem Morpho-Schmetterlingsflügel uff verknüpfen Morpho-Schmetterlingsflügel und unter einem Standardmikroskop betrachteten, unter Einsatz von eines Standardmikroskops beurteilen können. ohne die Notwendigkeit von Flecken oder kostspieligen Bildgebungsmaschinen.
„Wir können jene Technologie mit standardmäßigen optischen Mikroskopen anwenden, die Kliniken schon nach sich ziehen“, sagte Poulikakos. „Und es ist objektiver und quantitativer denn dasjenige, welches derzeit verfügbar ist.“
Die Idee zu Gunsten von jene Methode kam von Paula Kirya, einem Promotionsstudent zu Gunsten von Maschinenbau im Zusammenhang welcher UC San Diego und dem Erstautor welcher Studie. Kirya hatte zuvor die Tragfläche des Morpho Butterfly und ihre optischen Immobilien untersucht, während ein Studentforscher am Pasadena City College. Wie sie zu UC San Diego wechselte und sich Poulikakos ‚Laboratorium anschloss – wo Forscher synthetische Nanostrukturen konstruieren, um biologische Stoff abzubilden, erkannte sie eine Eventualität.
„meine Wenigkeit hatte Schmetterlingsflügel bildgebend gewesen und studierte, wie sie uff verschiedene Umgebungen reagieren“, sagte sie. „Und denn ich sah, welches dasjenige Laboratorium tat, dachte ich:“ Welcher Morpho hat natürlich jene Faktor – warum benutze sie nicht? „
Die Forscher fanden hervor, dass die Mikro- und Nanostrukturen des Flügels stark uff polarisiertes Licht reagieren- eine Stil Licht, dasjenige sich in eine bestimmte Richtung ausbreitet. Kollagenfasern – die eine wichtige strukturelle Komponente des fibrotischen Gewebes sind – interagieren gleichermaßen mit polarisiertem Licht, nichtsdestoweniger ihre Signale sind schwach. Durch die Platzierung einer Biopsieprobe übrig einem Stück eines Morpho -Schmetterlingsflügels verstärkten die Forscher jene Signale und erleichterten es, die spezifisches Gewicht und Instruktion von Kollagenfasern zu zerlegen.
Die daraus resultierenden Signale können dann in ein Messung hierfür übersetzt werden, wie luftdicht und die Kollagenfasern in welcher Biopsieprobe sind. Zu diesem Zweck entwickelten die Forscher ein mathematisches Vorbild basierend uff Jones Calculus, einer Methode zur Zusammenfassung polarisiertes Licht. Dasjenige Vorbild korreliert die Lichtintensität mit welcher spezifisches Gewicht und Organisation von Kollagenfasern und bietet eine quantifizierbare Metrik zur Evaluierung welcher Fibrose im Stoff.
Unter Einsatz von dieses Ansatzes analysierten die Forscher sowohl kollagen dichte denn gleichermaßen kollagensparende Entnahme von Gewebe-Proben, die von Studien Mitarbeitern und Cobalt-Autoren Jing Yang, einem Professor in den Abteilungen zu Gunsten von Pharmakologie und Pädiatrie an welcher UC San Diego School of Medicine und Cobalt-, zur Verfügung gestellt wurden. Sprossenstiege des Cancer Biology and Signaling Program im Moores Cancer Center und AIDA Mestre-Farrera, ein Postdoktorand in Yang’s Menge. Ihre Ergebnisse waren vergleichbar mit herkömmlichen Färbemethoden und einer fortschrittlichen, hochkostspieligen Bildgebungsmethode.
„Im Wesentlichen versuchen wir, jene Verfahren mit einer fleckenfreien Ausweichlösung zu erweitern, die nichts weiter denn ein optisches Standardmikroskop und ein Stück eines Morphoflügels erfordert“, sagte Kirya. „In vielen Teilen welcher Welt ist ein frühes Krebs -Screening aufgrund von Ressourcenbeschränkungen eine Herausforderung. Wenn wir ein einfacheres und zugänglicheres Tool bewilligen können, können wir mehr Patienten helfen, vor ihre Krebserkrankungen aggressive Stufen klappen. “
Während sich die aktuelle Studie uff Brustkrebs konzentrierte, vertrauen die Forscher, dass ihre Technologie uff eine Vielzahl von fibrotischen Erkrankungen angewendet werden könnte.
„Wir freuen uns, jene Technologie zu Gunsten von jeglicher Arten von Gewebediagnostik zu nutzen“, sagte Poulikakos. „Es war sehr frappant zu sehen, wie gut die Natur schon eine Problemlösung übrig den Morpho-Schmetterlingsflügel und seine natürlichen Mikro- und Nanostrukturen entworfen hatte. Unsrige Arbeit zeigt, dass die Natur uns irgendetwas gegeben hat, dasjenige uns helfen kann, erkrankte Stoff vorzubilden, ohne dass teure Herstellungsanlagen erforderlich sind. “
Papier: „Nutzung welcher optischen Anisotropie des Morpho-Schmetterlingsflügels zu Gunsten von quantitative, färbende und kontaktfreie Priorisierung biologischer Gewebemikrostrukturen.“
Sie Arbeit wurde vom Nationalistisch Cancer Institute (R01CA174869, RO1CA262794, R01CA268179 und R01CA236386) unterstützt. Berufe Fellowship des American Association of University Women, dasjenige Graduate Research Fellowship Program welcher Nationalistisch Science Foundation (DGE-2038238), ein Krueger gegen Wyeth Research Award und ein TRDRP-Postdoktorand (T32FT4922).
