Новый метод визуализации рака мозга с наноразрешением

Исследователи из Brigham and Women's Hospital и Массачусетского технологического института (MIT) представили беспрецедентно детальные изображения ткани рака мозга с помощью новой технологии микроскопии — decrowding expansion pathology (dExPath). Результаты, опубликованные в Science Translational Medicine, дают новое понимание развития опухолей мозга и могут повлиять на диагностику и лечение агрессивных неврологических заболеваний.

Ранее для визуализации наноразмерных структур в клетках и тканях мозга требовались дорогие сверхвысокого разрешения микроскопы, которые были доступны лишь хорошо финансируемым лабораториям. Новая технология делает сверхразрешающую визуализацию доступной для клиник, позволяя изучать неврологические заболевания на наноуровне с использованием обычных клинических образцов и микроскопов.

Технология dExPath химически модифицирует ткани, внедряя их в гель и «размягчая» с помощью специальной обработки. Это разделяет белковые структуры, не разрушая их, и позволяет тканям равномерно расширяться. После такого расширения стандартные коммерческие антитела, используемые для окрашивания биомаркеров, могут проникать в ранее недоступные пространства и связываться с белками, подсвечивая наноразмерные структуры и клеточные популяции, которые раньше были скрыты.

Для проверки эффективности dExPath команда применила её к здоровой ткани мозга человека, тканям высоко- и низкозлокачественных опухолей мозга, а также тканям, поражённым нейродегенеративными заболеваниями, включая болезни Альцгеймера и Паркинсона. Результаты показали:

• Равномерное и последовательное расширение ткани без искажений.
• Эффективное устранение мешающих флуоресцентных сигналов (липофусцина) в ткани мозга.
• Усиление флуоресцентных сигналов и возможность одновременного окрашивания до 16 биомаркеров в одном образце.
• Важное открытие: опухоли, ранее классифицированные как «низкозлокачественные», содержали более агрессивные черты и клеточные популяции, что указывает на их потенциально большую опасность.

Хотя технология многообещающая, для её внедрения в диагностику неврологических состояний, включая рак мозга, требуется валидация на больших выборках. Исследователи надеются, что dExPath поможет лучше понять на наноуровне сложные механизмы работы опухолей мозга и их взаимодействие с нервной системой, а в перспективе — улучшить диагностические стратегии и результаты лечения пациентов.