Cientistas do Instituto de Pesquisa Virginia Tech Carilion desenvolveram novas técnicas de imagem para observar células tumorais cerebrais perigosas responderem ao tratamento em tempo real.

Publicado em Nano Letras , o estudo foi liderado por Zhi Sheng e Deborah Kelly, ambos professores assistentes do instituto, e descreve como a equipe de pesquisa usou a nanotecnologia para observar as células-tronco tumorais responderem à terapia.

"Nunca fomos capazes de observar diretamente as ações de tratamentos de câncer em potencial desta forma antes, "disse Sheng, um biólogo do câncer e um professor assistente de ciências biomédicas e patobiologia no Virginia – Maryland College of Veterinary Medicine. "Foi incrível. Em todos os meus anos de pesquisa sobre o glioblastoma, Eu tinha visto apenas imagens estáticas. "

Sheng e Kelly dão crédito a Elliot Pohlmann, estudante do quarto ano da Virginia Tech School of Medicine e o primeiro autor do artigo, por despertar a colaboração entre seus laboratórios neste projeto específico.

"Percebemos que as células-tronco do glioblastoma poderiam funcionar muito bem com as técnicas de imagem que o Dr. Kelly estava desenvolvendo, "Pohlmann disse." Com um pouco de tentativa e erro, produzimos imagens visualmente impressionantes. "

O glioblastoma é um câncer cerebral com prognóstico ruim. Mesmo com intervenções cirúrgicas ou tratamentos tradicionais, algumas das células - as células-tronco - tendem a sobreviver e desenvolver novos tumores.

"Os tumores de glioblastoma são difíceis de alvejar, "Sheng disse." Eles são agressivos e resistentes à terapêutica. Com nossas técnicas de imagem, podemos ser capazes de obter novos insights sobre como as células respondem dinamicamente aos tratamentos. "

A equipe de pesquisa separou as células-tronco difíceis de matar da população geral de glioblastoma, atraindo as células-tronco para um microchip revestido com anticorpos. Os cientistas então usaram uma câmara microfluídica especialmente projetada para prender as células em um ambiente líquido.

Assim que as amostras estiverem no lugar, os cientistas os bombardearam com nanobastões de ouro - semelhantes ao que é usado em alguns tratamentos de câncer - e observaram o processo em culturas de células usando microscopia eletrônica de transmissão in situ.

Kelly fez parceria com a co-autora Madeline Dukes, um cientista de aplicativos da Protochips Inc., desenvolver o equipamento microfluídico.

"Estávamos curiosos para ver se poderíamos isolar esses tipos de células tóxicas de outras células tumorais cerebrais, ao desenvolver novas ferramentas de imagem no nível de uma única célula para visualizar o curso das terapias necessárias para erradicar essas células, "disse Kelly, o principal cientista do projeto e um biofísico com ampla experiência em imagens de alta resolução. Ela também é professora assistente de ciências biológicas na Faculdade de Ciências da Virginia Tech.

"É emocionante ver coisas que ninguém mais viu antes, "Pohlmann disse." É ainda mais emocionante produzir imagens profundas com este projeto. "

Os pesquisadores dizem que a tecnologia tem muitas aplicações potenciais.

"Alguém pode ser capaz de observar diretamente um vírus da gripe, HIV, ou outros patógenos humanos infectando uma célula, ou até mesmo testar novos tratamentos de câncer em nível celular, "Kelly disse.

Sheng apontou outra característica que torna as células cancerosas difíceis de tratar:ampla heterogeneidade. Na mesma população de câncer, mesmo as células vizinhas podem diferir drasticamente, e cada célula pode responder aos tratamentos de maneira diferente.

"Podemos olhar para a entrega de uma única célula de tratamentos contra o câncer, e ver como as células individuais respondem, "Sheng disse." Se pudermos aprender como matar essas células, devemos ser capazes de melhorar nossas chances de desenvolver tratamentos eficazes, sendo capazes de observar diretamente os efeitos das possíveis terapêuticas. "

Kelly e Sheng, cujos escritórios estão no mesmo andar do Virginia Tech Carilion Research Institute em Roanoke, trabalharam juntos anteriormente e também estão trabalhando atualmente para compreender os mecanismos subjacentes ao câncer de mama hereditário.