Ultragarsas yra vienas iš plačiausiai naudojamų vaizdo gavimo būdų medicinoje, tačiau dar visai neseniai jam trūko svarbaus vaidmens vaizduojant mažiausias mūsų kūno, tokių kaip ląstelės, struktūras. „Klinikinis ultragarsas, kaip ir nėštumo nuskaitymui naudojama rūšis, sukuria kūno dalių realiojo laiko vaizdus“,-aiškina pirmasis autorius Baptiste Heiles. „Tai leidžia diagnozuoti įvairias ligas arba stebėti besivystantį kūdikį. Tačiau tai, kas vyksta mikroskopiniu lygmeniu, išlieka paslėpta.”
Vaizduojant gyvas ląsteles 3D
Dabar Tu Delfto, Nyderlandų neuromokslų instituto ir „Caltech“ mokslininkų komanda sugebėjo vaizduoti specialiai pažymėtas ląsteles 3D su ultragarsu. Pirmą kartą jie vaizdavo gyvuosius ląsteles, esančias ištisų organų viduje, atsižvelgiant į cukraus kubo dydį. Palyginimui, dabartiniams šviesos mikroskopams dažnai reikia vaizduoti negyvus mėginius, sako Heiles. „Mėginys ar dominantys organai turi būti pašalinti ir apdoroti, ir jūs prarandate galimybę laikui bėgant sekti ląstelių aktyvumą.”
Dabartinė pirmaujanti technologija vaizduoja, kaip gyvos ląstelės elgiasi 3D, pavyzdžiui, kuriant embrionus, vadinama šviesos lakšto mikroskopija. Šis metodas apsiriboja permatomais arba plonais bandiniais, nes nepermatomame audinyje šviesa negali prasiskverbti į gilesnį nei 1 mm. „Ultragarsas gali atvaizduoti centimetrus giliai nepermatomame žinduolių audinyje, leidžiant neinvazinį visų organų vaizdavimą. Tai suteikia mums informacijos apie tai, kaip ląstelės elgiasi savo natūralioje aplinkoje, to, ko šviesos metodai negali padaryti didesniuose, gyvuose audiniuose”,-sako pagrindinis tyrėjas Davidas Maresca.
Ženklinimo kapiliarai ir ląstelės su garso atspindžiamais zondais
Raktas į šią naujovę ultragarso vaizduose – metodas, vadinamas Netiesinė garso lapo mikroskopija -Ar buvo atradtas garso atspindžiantis zondas, pagamintas „Caltech“ „Shapiro Lab“. Heiles: „Šis zondas yra nanoskalės dujomis užpildyta pūslelė, kuri užsidega ultragarso vaizduose, todėl ląstelės yra matomos. Šios pūslelės turi baltymų apvalkalą ir mes galime juos sukurti, kad jie sureguliuotų jų ryškumą vaizduose. Mes panaudojome šias dujines pūsleles vėžio ląstelėms sekti.”
Smegenų vaizdavimas
Be ląstelių atskleidimo, komanda naudojo ultragarsinius ir mikroburbalus kaip zondai, cirkuliuojantys kraujyje, kad aptiktų smegenų kapiliarus. Heiles: „Mūsų žiniomis, netiesinė garso lapo mikroskopija yra pirmoji technika, galinti stebėti kapiliarus gyvose smegenyse. Šis proveržis turi didžiulį potencialą diagnozuoti pacientams mažų kraujagyslių ligas.” Kadangi „Microbubble“ zondai jau patvirtinti žmonėms, ši technika galėtų būti dislokuota ligoninėse po kelerių metų.
Vėžio tyrimų potencialas
Be klinikinės praktikos, garso lapų mikroskopija gali labai naudotis biologiniais tyrimais ir ypač naujų vėžio gydymo būdų vystymuisi, teigia Maresca. „Mūsų vaizdo gavimo technika gali atskirti sveiką ir vėžio audinį. Be to, ji gali vizualizuoti nekrozinę naviko šerdį; naviko centras, kuriame ląstelės pradeda mirti dėl deguonies trūkumo. Taigi tai galėtų padėti stebėti vėžio progresavimą ir reakciją į gydymą.”
