p Identificar uma única célula cancerosa que se libertou de um tumor e está viajando pela corrente sanguínea para colonizar um novo órgão pode parecer como encontrar uma agulha em um palheiro. Mas uma nova técnica de imagem da Universidade de Washington é o primeiro passo para tornar isso possível. p Os pesquisadores da UW desenvolveram uma nanopartícula multifuncional que elimina o ruído de fundo, permitindo uma forma mais precisa de imagens médicas - essencialmente apagando o palheiro, para que a agulha brilhe. Uma demonstração bem-sucedida com imagens fotoacústicas foi relatada hoje (27 de julho) no jornal Nature Communications .

p As nanopartículas são agentes de contraste promissores para imagens médicas ultrassensíveis. Mas em todas as técnicas que não usam traçadores radioativos, os tecidos circundantes tendem a sobrecarregar os sinais fracos, impedindo os pesquisadores de detectar apenas uma ou algumas células.

p "Embora os tecidos não sejam tão eficazes na geração de um sinal como o agente de contraste, a quantidade de tecido é muito maior do que a quantidade do agente de contraste e, portanto, o sinal de fundo é muito alto, "disse o autor principal Xiaohu Gao, um professor assistente de bioengenharia da UW.

p A nanopartícula recém-apresentada resolve esse problema combinando, pela primeira vez, duas propriedades para criar uma imagem diferente daquela que qualquer técnica existente poderia ter produzido.

p A nova partícula combina propriedades magnéticas e imagens fotoacústicas para apagar o ruído de fundo. Os pesquisadores usaram um campo magnético pulsante para agitar as nanopartículas por meio de seus núcleos magnéticos. Em seguida, eles pegaram uma imagem fotoacústica e usaram técnicas de processamento de imagem para remover tudo, exceto os pixels vibrantes.

p Gao compara a nova técnica ao software de edição de fotos "Tourist Remover", que permite a um fotógrafo deletar outras pessoas combinando várias fotos da mesma cena e mantendo apenas as partes da imagem que não estão se movendo. "Estamos usando uma estratégia muito semelhante, "Disse Gao." Em vez de manter as partes fixas, nós apenas mantemos a parte móvel.

p "Usamos um campo magnético externo para agitar as partículas, "ele explicou." Então, há apenas um tipo de partícula que vai tremer na frequência do nosso campo magnético, que é a nossa própria partícula. "

p Experimentos com tecido sintético mostraram que a técnica pode suprimir quase completamente um forte sinal de fundo. O trabalho futuro tentará duplicar os resultados em animais de laboratório, Disse Gao.

p A partícula de 30 nanômetros consiste em um núcleo magnético de óxido de ferro com uma fina camada de ouro que o envolve, mas não toca o centro. A casca de ouro é usada para absorver luz infravermelha, e também pode ser usado para imagens ópticas, entrega de terapia de calor, ou anexando uma biomolécula que se agarraria a células específicas.

p Trabalhos anteriores do grupo de Gao combinaram funções em uma única nanopartícula, algo que é difícil por causa do tamanho pequeno.

p "Em nanopartículas, um mais um costuma ser menor que dois, "Disse Gao." Nosso trabalho anterior mostrou que um mais um pode ser igual a dois. Este artigo mostra que um mais um é, finalmente, maior que dois. "

p A primeira imagem biológica, na década de 1950, foi usado para identificar a anatomia dentro do corpo, detectar tumores ou fetos. A segunda geração foi usada para monitorar a função - fMRI, ou ressonância magnética funcional, por exemplo, detecta o uso de oxigênio no cérebro para produzir uma imagem da atividade cerebral. A próxima geração de imagens será a imagem molecular, disse o co-autor Matthew O'Donnell, professor de bioengenharia e reitor de engenharia da UW.

p Isso significa que os ensaios médicos e a contagem de células podem ser feitos dentro do corpo. Em outras palavras, em vez de fazer uma biópsia e inspecionar o tecido ao microscópio, a imagem pode detectar proteínas específicas ou atividade anormal na fonte.

p Mas fazer isso acontecer significa melhorar os limites de confiança da imagem.

p "Hoje, podemos usar biomarcadores para ver onde há uma grande coleção de células doentes, "O'Donnell disse." Esta nova técnica pode levá-lo a um nível muito preciso, potencialmente de uma única célula. "

p Os pesquisadores testaram o método de imagem fotoacústica, um método de baixo custo em desenvolvimento, que é sensível a pequenas variações nas propriedades dos tecidos e pode penetrar vários centímetros nos tecidos moles. Ele funciona usando um pulso de luz laser para aquecer levemente uma célula. Esse calor faz com que a célula vibre e produza ondas de ultrassom que viajam pelo tecido até a superfície do corpo. A nova técnica também deve se aplicar a outros tipos de imagem, disseram os autores.