3-D billeder af kræftceller i kroppen:Fysikere præsenterer ny metode

Medicinske fysikere ved Martin Luther University Halle-Wittenberg (MLU) har udviklet en ny metode, der kan generere detaljerede tredimensionelle billeder af kroppens indre. Disse kan bruges til nærmere at undersøge udviklingen af ​​kræftceller. Forskningsgruppen offentliggjorde sine resultater i Kommunikationsfysik .

Klinikere og forskere søger bedre at forstå kræftceller og deres egenskaber for at levere målrettet kræftbehandling. Individuelle kræftceller undersøges ofte i reagensglas, før fundene testes i levende organismer. "Vores mål er at visualisere kræftceller inde i den levende krop for at finde ud af, hvordan de fungerer, hvordan de spredes, og hvordan de reagerer på nye terapier, " siger medicinsk fysiker professor Jan Laufer fra MLU. Han er specialiseret inden for fotoakustisk billeddannelse, en proces, der bruger ultralydsbølger genereret af laserstråler til at producere høj opløsning, tredimensionelle billeder af kroppens indre.

"Problemet er, at tumorceller er gennemsigtige. Dette gør det svært at bruge optiske metoder til at undersøge tumorer i kroppen, "forklarer Laufer, hvis forskningsgruppe har udviklet en ny metode til at løse dette problem. Først, forskerne introducerer et specifikt gen i kræftcellernes genom.

"Når man var inde i cellerne, genet producerer et fytokromprotein, som stammer fra planter og bakterier. Der fungerer den som en lyssensor, "Siger Laufer. I det næste trin, forskerne belyser vævet med korte lyspulser ved to forskellige bølgelængder ved hjælp af en laser. Inde i kroppen, lysimpulserne absorberes og omdannes til ultralydsbølger. Disse bølger kan derefter måles uden for organismen, og to billeder af kroppens indre kan rekonstrueres ud fra disse data.

"Fytokromproteinernes særlige kendetegn er, at de ændrer deres struktur og dermed også deres absorptionsegenskaber, afhængig af laserstrålernes bølgelængde. Dette resulterer i ændringer i amplituden af ​​ultralydbølgerne, der genereres i tumorcellerne. Ingen af ​​de andre vævskomponenter, for eksempel, blodårer, har denne egenskab - deres signal forbliver konstant, " siger Laufer. Ved at beregne forskellen mellem de to billeder, en høj opløsning, der skabes et tredimensionelt billede af tumorcellerne, som er fri for den ellers overvældende baggrundskontrast.

Udviklingen af ​​Halles lægefysikere kan anvendes til en lang række anvendelser inden for den prækliniske forskning og biovidenskaben. Ud over kræftforskning, metoden kan bruges til at observere cellulære og genetiske processer i levende organismer.