Biotecnologistas, físicos, e pesquisadores médicos da Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) desenvolveram tecnologia para imagens microscópicas em organismos vivos. Um microscópio multi-fóton miniaturizado, que poderia ser usado em um endoscópio no futuro, estimula as próprias moléculas do corpo a iluminar e permite que células e estruturas de tecidos sejam visualizadas sem o uso de agentes de contraste sintéticos. As descobertas já foram publicadas na renomada revista Ciência Avançada .

Laser usado para iluminar moléculas

Freqüentemente, é necessário examinar amostras de tecido ao microscópio para diagnosticar doenças. Isso envolve a coleta de tais amostras usando colonoscopia, por exemplo, e aplicação de agentes de contraste para distinguir efetivamente diferentes tipos de tecido. Biotecnologistas, Físicos e pesquisadores médicos da FAU desenvolveram agora um processo que pode simplificar muito os exames do cólon e de outros órgãos. Eles miniaturizaram a microscopia multi-fótons a ponto de permitir seu uso em endoscópios. "Um microscópio multi-fóton emite pulsos de laser focalizados em intensidade muito alta por um período de tempo extremamente curto, "explica o Prof. Dr. Oliver Friedrich da Cátedra de Biotecnologia Médica." Durante este processo, dois ou mais fótons interagem simultaneamente com certas moléculas no corpo, o que faz com que as moléculas se iluminem. "

A microscopia multifotônica oferece vantagens decisivas em relação aos métodos convencionais. Os pacientes não precisam tomar agentes de contraste sintéticos para a imagem de partes do tecido conjuntivo, pois os próprios marcadores do corpo se iluminam devido à excitação dos fótons. Além disso, o laser multi-fóton penetra profundamente nas células, por exemplo nas paredes do cólon, e fornece imagens tridimensionais de alta resolução de tecido vivo, enquanto a colonoscopia convencional é restrita a imagens da superfície do cólon. O procedimento pode complementar as biópsias ou até mesmo torná-las supérfluas em alguns casos.

Tecnologia multi-fótons em um dispositivo portátil

Microscópios multi-fótons já estão em uso em aplicações médicas, especialmente na superfície da pele. Por exemplo, dermatologistas os usam para procurar melanoma maligno. O desafio de usar esses microscópios em exames endoscópicos é o tamanho dos componentes técnicos. Os pesquisadores da FAU conseguiram agora alojar com sucesso todo o microscópio e o laser de femtossegundo em um compacto, aparelho portátil. A lente objetiva está alojada em uma cânula de 32 milímetros de comprimento e 1,4 milímetros de diâmetro. O ponto focal pode ser ajustado eletronicamente para variar a penetração óptica. Um prisma está localizado na ponta da agulha, permitindo uma visão lateral do cólon, o que significa que várias imagens rotacionais do tecido podem ser feitas a partir da mesma posição.

Em experimentos atuais em pequenos animais, a luz emitida pelo laser é transmitida por um sistema rígido. Mais pesquisas são necessárias para integrar o sistema em um endoscópio. "Fibras de cristal fotônico especiais são necessárias para guiar os pulsos de laser, "diz Friedrich." Além disso, além da lente objetiva, todo o mecanismo de varredura deve ser miniaturizado para permitir que seja integrado a um endoscópio flexível. "

Atlas de órgãos multi-fótons e patologias

A microendoscopia de múltiplos fótons não é útil apenas para examinar o cólon. Também pode ser usado em outras áreas do corpo, como na boca e na garganta ou na bexiga. O objetivo do novo método é permitir ao médico detectar se as células dos órgãos e partes da parede celular mudaram na escala de micrômetro. Processos de tingimento complexos e biópsias demoradas podem, portanto, ser limitados. O objetivo da equipe do Prof. Friedrich é fornecer aos médicos um banco de dados de imagens que forneça um 'atlas' de vários fótons de órgãos e várias doenças.