Técnica de microscopía basada en ultrasonido ayuda a diagnosticar enfermedades de pequeños vasos

Es una de las técnicas de imagenología más utilizadas en medicina, pero hasta hace poco tenía una aplicación limitada para visualizar estructuras microscópicas como células individuales. El ultrasonido puede penetrar varios centímetros en tejidos opacos de mamíferos, ofreciendo imágenes no invasivas de órganos completos. Esto permite observar el comportamiento celular en su entorno natural, algo que los métodos basados en la luz tienen dificultades para lograr en tejidos vivos de mayor tamaño. Ahora, los científicos han logrado utilizar ultrasonido para obtener imágenes tridimensionales de células marcadas específicamente, lo que marca la primera vez que se obtienen imágenes de células vivas dentro de órganos completos en volúmenes del tamaño de un terrón de azúcar.

Esto se logró mediante el uso de una nueva técnica de ultrasonido, llamada microscopía de lámina de sonido no lineal, por un equipo de científicos de la Universidad Tecnológica de Delft (Delft, Países Bajos), junto con colaboradores del Instituto Tecnológico de California (Caltech, Pasadena, CA, EUA). La microscopía de lámina de luz, actualmente la tecnología líder para obtener imágenes de células vivas en 3D, como durante el desarrollo embrionario, tiene sus limitaciones, ya que solo puede utilizarse en muestras traslúcidas o delgadas, dado que la luz no puede penetrar más de 1 mm en tejidos opacos. El avance en la obtención de imágenes por ultrasonido fue facilitado por el descubrimiento de una sonda que refleja el sonido en el Laboratorio Shapiro en Caltech. Esta sonda está compuesta por vesículas llenas de gas a escala nanométrica, que se iluminan en las imágenes de ultrasonido, permitiendo que las células marcadas se vuelvan visibles. Estas vesículas tienen una cubierta de proteína y su brillo se puede ajustar mediante la ingeniería de su composición. El equipo utilizó estas vesículas de gas para rastrear células cancerosas en su estudio.

Además de rastrear células individuales, los investigadores utilizaron ultrasonidos en combinación con microburbujas como sondas circulantes en el torrente sanguíneo para detectar capilares cerebrales. Hasta donde saben, la microscopía no lineal de lámina sonora es la primera técnica que permite observar capilares en cerebros vivos. Este avance tiene un gran potencial para el diagnóstico de enfermedades de pequeños vasos en pacientes. Dado que las sondas de microburbujas ya están aprobadas para uso clínico, esta técnica podría implementarse en hospitales en pocos años. Más allá de sus aplicaciones clínicas, los investigadores creen que la microscopía de lámina sonora tendrá un gran impacto en la investigación biológica, en particular en el desarrollo de nuevos tratamientos contra el cáncer.

“Nuestra técnica de imagen permite distinguir entre tejido sano y canceroso”, afirmó el investigador principal, David Maresca. “Además, puede visualizar el núcleo necrótico de un tumor; el centro del tumor donde las células comienzan a morir por falta de oxígeno. Por lo tanto, podría ayudar a monitorizar la progresión del cáncer y la respuesta al tratamiento”.

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Caltech