O melanoma é a forma mais mortal de câncer de pele, com mais de 232, 000 novos casos e 55, 000 mortes por ano em todo o mundo. Pessoas com pele clara ou cabelos ruivos são frequentemente propensos a melanomas difíceis de detectar, frequentemente causado por propriedades de pigmentos da pele chamados melaninas. Pessoas com pele clara têm uma concentração mais alta da melanina conhecida como feomelanina em sua pele, e uma probabilidade maior correspondente de desenvolver melanoma - em particular, um subtipo difícil de detectar conhecido como melanoma amelanótico. Em altas concentrações, feomelanina é responsável pelo avermelhamento alaranjado no cabelo, mas é essencialmente invisível na pele.

Enquanto eumelanina, o pigmento marrom-preto encontrado na maioria dos melanomas, pode ser facilmente visto, a feomelanina de cor clara é difícil de detectar; mesmo com os avanços da microscopia moderna, compreender a molécula de feomelanina e seu papel no melanoma tem escapado aos cientistas.

Recentemente, pesquisadores do Wellman Center for Photomedicine do Massachusetts General Hospital fizeram uma descoberta para detectar e estudar essa molécula indescritível na pele. Sam Osseiran, um cientista da equipe liderada pelo professor Conor Evans da Universidade de Harvard, irá apresentar suas descobertas no Congresso de Biophotonics OSA:Optics in the Life Sciences, realizada de 2 a 5 de abril em San Diego, Califórnia, EUA.

A pesquisa do grupo Evans centra-se no uso de uma técnica de imagem de alta resolução chamada microscopia coerente anti-Stokes Raman Scatterings (CARS), uma variante da espectroscopia Raman mais amplamente usada que permite imagens quimicamente específicas por meio da detecção de vibrações moleculares.

Evans, cujo grupo de pesquisa translacional é especializado em microscopia e espectroscopia para a compreensão de câncer e doenças dermatológicas, diz que a suposição comum sobre a localização e imagem da feomelanina é que "não há realmente uma boa maneira de ver esse pigmento quase invisível quando ocorre na pele".

Mas o chefe de dermatologia do Massachusetts General, David Fischer, abordou Evans e eles decidiram colaborar. A equipe de pesquisa de Evans assumiu o desafio da imagem da feomelanina. "Então minha equipe juntou nossas cabeças, procurando maneiras de ver isso, "Evans disse.

Enquanto outra tecnologia óptica, chamado microscopia de absorção transitória, oferece possibilidades para estudar feomelanina, este método é complexo e não se adapta facilmente à prática clínica.

"Começamos a examinar a literatura ramaiana, "Evans disse." A espectroscopia Raman é uma técnica muito madura que permite detectar moléculas por suas vibrações químicas únicas, que são eles próprios derivados da estrutura das moléculas. A microscopia CARS é uma ferramenta Raman coerente que é semelhante ao uso de um diapasão para detectar especificamente estruturas moleculares. "

Felizmente, A microscopia CARS provou ser bem-sucedida para imagens de feomelanina. "A feomelanina tem uma estrutura química única, não há nada parecido no corpo, "Evans disse." Então, começamos a olhar para a estrutura molecular e notamos que havia uma vibração molecular única correspondente que pode ser útil para obter imagens do pigmento com a microscopia CARS. "

Evans dá muito crédito à sua equipe de pesquisa, Sam Osseiran e a pesquisadora de pós-doutorado Tracy Wang, por liderar o caminho no desenvolvimento e refinamento do método de microscopia CARS para imagens de feomelanina. Em geral, A microscopia CARS utiliza dois lasers focados em uma amostra cuja diferença de energia é "sintonizada" com vibrações moleculares específicas para gerar informações de imagem de alta resolução.

"O trabalho liderado por Tracy foi realmente uma aplicação bastante nova da microscopia CARS para atingir essa biomolécula que ninguém mais tentou fazer antes, "Disse Osseiran." Ajustamos nosso sistema e alinhamos e ajustamos tudo para que pudéssemos ter como alvo específico esse pigmento de melanina, feomelanina. "

Acidentalmente, ao desenvolver seu método de imagem CARS, o grupo encontrou um método complementar que poderia ser usado para a detecção simultânea de eumelanina, denominado microscopia de absorção de frequência de soma (SFA). SFA faz uso de um esquema de modulação de sinal que pode detectar ambas as espécies de melanina. Esta ferramenta de imagem adicional é importante, como a maioria dos humanos produz ambas as espécies dentro da pele, tornando importante o mapeamento da distribuição e quantidade de ambos os pigmentos.

"A imagem de absorção de frequência de soma permite que você visualize onde todos os absorvedores de melanina estão dentro do tecido, "disse Evans." Como CARS e SFA podem ser realizados ao mesmo tempo, essas duas técnicas podem ser usadas em conjunto para obter imagens simultaneamente de ambos os pigmentos de melanina. "

Wang e Osseiran acreditam que seus métodos CARS e SFA podem ser muito úteis para pesquisas futuras sobre melanoma e seu tratamento, bem como observar as mudanças que ocorrem com as espécies de melanina em diferentes estados. "Estamos adicionando outra ferramenta ao nosso cinturão de utilidades aqui em nossas investigações de melanoma, "Osseiran disse.

O motivador original do estudo, David Fischer, acredita que um benefício muito importante do trabalho pode ser seu papel potencial no diagnóstico do câncer.

"Isso pode oferecer uma ferramenta totalmente nova para o diagnóstico precoce de alguns dos melanomas mais letais, possivelmente em um estágio em que ainda podem ser curáveis, "disse Fisher." Uma e outra vez, está comprovado que o diagnóstico precoce salva vidas. "