Yeni Teknoloji Biyopsiyi Geçmişte Bırakabilir

Yüksek hızlı 3D mikroskop, cerrahiye rehberlik etmek, doku analizini hızlandırmak ve tedavileri iyileştirmek için canlı dokularda gerçek zamanlı hücresel ayrıntıları görebiliyor Columbia Engineering araştırmacıları geleneksel biyopsi ve histolojik incelemeyi vücutta gerçek zamanlı görüntüleme ile değiştirebilecek bir teknoloji geliştirdi.

Nature Biomedical Engineering dergisinde yayınlanan makalede açıklanan MediSCAPE doku çıkarmaya ve patoloji sonucunu beklemeye gerek kalmadan cerrahlara tümörler ve sınırları konusunda rehberlik edebilecek görüntüleri yakalayabilen yüksek hızlı bir 3D mikroskoptur.

Özellikle kanser cerrahisi ve kanser taraması olmak üzere birçok tıbbi girişimde dokudan ve/veya tümörden biyopsi alınması yaygındır. Araştırmacılardan Elizabeth Hillman ‘Biyopsi örneklerinin işlenme şekli 100 yıldır değişmedi, kesiliyor, sabitleniyor, gömülüyor, dilimleniyor, boyanıyor, bir cam slayt üzerine yerleştiriliyor ve bir patolog tarafından basit bir mikroskop kullanılarak görüntüleniyor. Bu nedenle biyopsiden sonra tanı için günlerce beklenebiliyor’ demiştir.

Hillman'ın grubu cesur bir alternatifin hayalini kurarak dokunun vücudun içindeki görüntülerini elde etmeyi hedeflemiş. Hillman ‘Böyle bir teknoloji doktora uzun süre beklemeden doku hakkında gerçek zamanlı bilgi verebilir. Bu şekilde bir tümörün en iyi nasıl kesilip çıkarılacağı ve geride bir şey kalmadığından emin olması açısından doktora karar verme şansı verir’ demiştir.

Yaklaşımın bir diğer önemli yararı tanı için dokunun kesilmesine gerek kalmamasıdır. Bu özellikle beyin, omurilik, sinir, göz ve yüz bölgeleri gibi duyarlı dokular için çok önemlidir. Bu, doktorların önemli hastalık alanlarını gözden kaçırabileceği anlamına gelir. Hillman ‘Canlı dokunun kesilmeden görüntülenmesine olanak sağlayan MediSCAPE'in biyopsi kararlarını geçmişte bırakacağını umuyoruz’ demiştir.

Cerrahi rehberlik için bazı mikroskoplar kullanılmaktadır ancak bunlar tek bir 2D düzlemin görüntüsünü verir. Bu da daha geniş doku alanlarının hızla araştırılması ve yorumlanmasını zorlaştırır. Bu mikroskoplar ayrıca genellikle hastaya enjekte edilecek bir floresan boya gerektirir, bu da zaman alır ve bazı hastalar da kullanılamaz. Aynı zamanda Columbia Zuckerman Zihin Beyin Davranış Enstitüsü'nde çalışan Prof. Hillman, on yıldır küçük solucan, balık ve sineklerde çok hızlı 3D görüntülerini yakalayabilen yeni tür mikroskoplar geliştiriyor. Ekip, SCAPE (Swept Confocally Aligned Planar Excitation) mikroskobu olarak adlandırılan teknolojilerini vücudun diğer bölgelerindeki dokularda test etmeye karar vermiştir.

Çalışma baş yazarı Kripa Patel ‘Baktığımız ilk dokulardan biri taze fare böbreğiydi ve standart histoloji ile elde edilene çok benzeyen muhteşem yapılar görmek bizi hayrete düşürdü. En önemlisi, fareye herhangi bir boya eklemedik’ demiştir.

Columbia Üniversitesi Tıp Merkezi'nde böbrek patoloğu olan Dr. Shana Coley ‘Yapılara 3 boyutlu olarak farklı açılardan bakabilmek beklemediğim bir şeydi. Özellikle çok sınırlı miktarda dokuyla çalıştığımız böbrek patolojisinde örnekten ne kadar fazla bilgi edinebilirsek o kadar etkili tedavi sağlanabiliyor’ demiştir.

Ekip ayrıca dokuları vücutta canlıyken görüntüleyerek cansız doku biyopsilerine göre daha fazla bilgi edinildiğini fark etti. Dokulardaki kan akışının görüntülenmesi iskemi ve reperfüzyonun hücresel düzeydeki etkileri hakkında fikir vermekteydi.

Ekip için kritik son adım, Hillman'ın laboratuvarındaki standart SCAPE mikroskoplarının bir ameliyathaneye sığacak ve bir cerrah tarafından insan vücudunda kullanılabilecek boyuta indirilmesiydi. Araştırmacı Wenxuan Liang sistemin daha küçük bir versiyonunu geliştirmek için ekiple birlikte çalışmıştır.

Bu teknolojiyi daha büyük bir klinik çalışma bir sonraki düzeye taşımaya hevesli olan ekip şu anda FDA onayı almaya çalışmaktadır. Hillman ve ekibi MediSCAPE'in standart histolojiyi geçmişte bırakmasını ve cerrahlara gerçek zamanlı histoloji ile karar verme gücünü vermesini ummaktadır.