Uma nova técnica que torna os coágulos sanguíneos opticamente claros está permitindo que os pesquisadores usem técnicas poderosas de microscopia óptica para estudar a estrutura 3-D de coágulos perigosos pela primeira vez. Embora os coágulos de sangue parem de sangrar após a lesão, coágulos que bloqueiam o fluxo sanguíneo podem causar derrames e ataques cardíacos.
A nova abordagem poderia tornar possível o uso de técnicas avançadas de microscopia de luz, como microscopia confocal, para correlacionar os sintomas clínicos com a estrutura 3-D dos coágulos de pacientes. É comum para os cardiologistas remover coágulos sanguíneos que bloqueiam as artérias de pessoas que sofreram ataques cardíacos ou derrames.
"Podemos analisar potencialmente a estrutura do coágulo de um paciente e tentar entender por que se tornou um problema, "disse John W. Weisel, da Universidade da Pensilvânia, Escola de Medicina. "Uma compreensão mais detalhada de várias estruturas do coágulo pode revelar por que pedaços de certos coágulos podem se quebrar, levando a complicações potencialmente fatais. Eventualmente, esse conhecimento pode levar a melhores tratamentos ou maneiras de evitar que os coágulos causem danos. "
No jornal The Optical Society (OSA) Biomedical Optics Express , um grupo colaborativo do laboratório de Weisel e dos laboratórios de Mark Alber, da Universidade da Califórnia, Riverside, e Jeremiah Zartman, da Universidade de Notre Dame, relatam um método de compensação óptica que permite imagens microscópicas de até 1 milímetro em um coágulo, uma melhoria significativa em relação aos cerca de 0,02 milímetros possíveis sem o uso de compensação óptica. Eles testaram a nova abordagem em coágulos com cerca de 5 milímetros de diâmetro e 1 milímetro de espessura formados fora do corpo usando sangue de rato e humano.
"A molécula que contém ferro, heme, que está nos glóbulos vermelhos, torna os coágulos muito difíceis de visualizar opticamente, "disse Zartman." Nosso método, chamado cClot, é eficiente na remoção do heme e na eliminação de todo o coágulo sem alterar sua estrutura 3-D. "
Vendo através do tecido grosso
Tecido espesso é difícil de obter imagens com técnicas ópticas porque ele absorve ou dispersa a luz. Para técnicas que usam sondas fluorescentes para marcar células e tecidos, isso significa que a luz laser necessária para excitar a fluorescência não pode atingir o interior do tecido e a fluorescência é absorvida antes de chegar à câmera. Embora os agentes de limpeza ópticos possam remover moléculas de dispersão de luz do tecido, agentes existentes não são otimizados para remover heme e não funcionam para o denso, estruturas compactadas que constituem os coágulos sanguíneos.
Para desenvolver a nova técnica de compensação óptica, os pesquisadores alteraram a composição de um agente de desobstrução óptica conhecido como CUBIC. Depois de muita tentativa e erro, eles criaram um agente de limpeza que não alterava a forma dos glóbulos vermelhos de um coágulo e era eficiente o suficiente para limpar um coágulo em menos de um dia. Os pesquisadores também testaram várias sondas fluorescentes para identificar aquelas que poderiam penetrar em um coágulo.
Os pesquisadores examinaram coágulos que estavam se contraindo, o que ajuda a formar uma vedação que para de sangrar. "Usando a técnica de compensação óptica, fomos capazes de olhar dentro do coágulo e examinar a estrutura, "disse Weisel." Descobrimos que durante a contração, os glóbulos vermelhos mudam de sua forma bicôncava normal para poliédrica e estão muito compactados uns contra os outros, mas não mude realmente de volume. Isso é algo que não sabíamos antes e que agora podemos estudar com mais detalhes. "
Abordagens de alto rendimento
Os pesquisadores agora estão procurando maneiras de obter uma compensação óptica e uma análise de imagem mais rápidas. Isso pode permitir que a nova técnica de limpeza óptica seja usada com abordagens de alto rendimento que examinam os efeitos de centenas de drogas diferentes no processo de coagulação ou contração do coágulo, por exemplo. A técnica de clareamento óptico possibilitaria a imagem rápida de uma série de coágulos antes e depois do tratamento.
Os pesquisadores também estão trabalhando para testar o método com coágulos removidos de pacientes. Eles querem coletar informações que podem ser usadas para criar modelos computacionais da estrutura e propriedades que poderiam um dia ser usadas para prever riscos associados a certos tipos de coágulos, por exemplo.
"Não sabemos que tipos de assinaturas ultraestruturais podem ser identificados em espécimes 3-D, "disse Zartman." É uma área que não foi explorada, e nosso método de compensação óptica poderia permitir o estudo de muitos tipos diferentes de estruturas tridimensionais para ver se há algo que fornece informações novas ou diferentes das técnicas de diagnóstico atuais. "
