Ny farvningsmetode muliggør Nano-CT-billeddannelse af vævsprøver

Til dato, at undersøge patientvævsprøver har betydet at skære dem i tynde skiver til histologisk analyse. Dette kan ændre sig, takket være en ny farvningsmetode udviklet af et tværfagligt team fra Münchens Tekniske Universitet (TUM). Dette giver specialister mulighed for at undersøge tredimensionelle vævsprøver ved hjælp af nano-CT-systemet, der også for nylig er udviklet på TUM.

Vævssektionering er en rutineprocedure på hospitaler, for eksempel, at undersøge tumorer. Det indebærer at skære prøver af kropsvæv i tynde skiver, derefter farve dem og undersøge dem under et mikroskop. Medicinske fagfolk har søgt efter teknikker til at undersøge hele den tredimensionelle vævsprøve i stedet for kun de individuelle skiver. En mulighed er computertomografi (CT) scanning, en standardmetode, der bruges i daglige kliniske arbejdsgange.

Så langt, der har været to store hindringer for realiseringen af ​​dette mål. Først, opløsningen af ​​konventionelle CT-scannere er for lav. Nutidens mikro- og nano-CT-systemer er sjældent egnede til brug i frontlinjemedicin. Nogle tilbyder ikke tilstrækkelig høj opløsning, mens andre er afhængige af stråling fra store partikelacceleratorer.

Sekund, blødt væv er notorisk svært at undersøge ved hjælp af CT-udstyr. Prøver skal farves for at gøre dem synlige. Pletter til CT-scanning er nogle gange meget giftige, og de er også ekstremt tidskrævende at anvende. Til tider, de modificerer vævet i en sådan grad, at yderligere analyse så er umulig.

Nu, imidlertid, forskere ved TUM's München School of BioEngineering (MSB) har løst begge problemer. I november 2017 Prof. Franz Pfeiffer og hans team afslørede et nano-CT-system, der leverer opløsninger på op til 100 nanometer og er velegnet til brug i typiske laboratoriemiljøer. I det aktuelle nummer af det videnskabelige tidsskrift PNAS , det tværfaglige forskerhold fra fysik, kemi og medicin præsenterer også en farvningsmetode til histologisk undersøgelse med nano-CT.

Ved at bruge en musenyre, forskerne har med succes genereret 3-D-billeder, der matcher informationsgranulariteten af ​​vævssnit. Kernen i farvningsmetoden ligger eosin, et standardfarvestof brugt til vævsprøvetagning, som tidligere blev anset for uegnet til CT.

"Vores tilgang inkluderede at udvikle en speciel forbehandling, så vi kan bruge eosin alligevel, " siger kemiker Dr. Madleen Busse. Farvningsmetoden er så tidseffektiv, at den også er velegnet til daglige kliniske arbejdsgange. "En anden vigtig fordel er, at der ikke er problemer med at bruge etablerede metoder til at undersøge vævsprøven efter scanningen, " tilføjer Busse.

I næste trin, forskerne søger at undersøge humane vævsprøver. Imidlertid, CT histologi er ikke indstillet til at erstatte konventionelle metoder foreløbig. I øjeblikket, i det mindste, teamet ser den nye procedure som supplerende – f.eks. give læger yderligere indsigt i den tredimensionelle fordeling af celler og kerner. Franz Pfeiffer ser også her nye muligheder for medicinsk grundforskning. "Sammen med diagnostiske applikationer, den ikke-destruktive 3-D undersøgelse muliggjort af nano-CT kunne levere ny indsigt i den mikroskopiske oprindelse af udbredte sygdomme som kræft."