Una nueva técnica que hace que los coágulos de sangre sean ópticamente claros es permitir a los investigadores utilizar potentes técnicas de microscopía óptica para estudiar la estructura 3D de coágulos peligrosos por primera vez. Aunque los coágulos de sangre detienen el sangrado después de una lesión, los coágulos que bloquean el flujo sanguíneo pueden causar derrames cerebrales yataques al corazón.
El nuevo enfoque podría permitir el uso de técnicas avanzadas de microscopía óptica, como la microscopía confocal, para correlacionar los síntomas clínicos con la estructura tridimensional de los coágulos de los pacientes. Es común que los cardiólogos eliminen los coágulos de sangre que bloquean las arterias de las personas que han experimentado el corazónataques o golpes
"Podemos analizar potencialmente la estructura del coágulo de un paciente y tratar de entender por qué se convirtió en un problema", dijo John W. Weisel, de la Facultad de Medicina de la Universidad de Pensilvania. "Una comprensión más detallada de varias estructuras de coágulo podríarevelar por qué partes de ciertos coágulos pueden desprenderse, lo que lleva a posibles complicaciones mortales. Eventualmente, este conocimiento podría conducir a mejores tratamientos o formas de evitar que los coágulos causen daño ".
En la revista The Optical Society OSA Biomedical Optics Express , un grupo colaborativo del laboratorio de Weisel y los laboratorios de Mark Alber de la Universidad de California, Riverside, y Jeremiah Zartman de la Universidad de Notre Dame informan sobre un método de limpieza óptica que permite obtener imágenes microscópicas de hasta 1 milímetro en un coágulo,una mejora significativa sobre los aproximadamente 0,02 milímetros posibles sin usar el despeje óptico. Probaron el nuevo enfoque en coágulos que tenían aproximadamente 5 milímetros de diámetro y 1 milímetro de espesor formados fuera del cuerpo usando sangre de ratón y humana.
"El hemo de la molécula que contiene hierro que se encuentra en los glóbulos rojos hace que los coágulos sean muy difíciles de obtener imágenes ópticamente", dijo Zartman. "Nuestro método, llamado cClot, es eficiente para eliminar el hemo y aclarar todo el coágulo sin cambiar su 3Destructura."
Ver a través del tejido grueso
El tejido grueso es difícil de obtener imágenes con técnicas ópticas porque absorbe o dispersa la luz. Para las técnicas que usan sondas fluorescentes para etiquetar células y tejidos, esto significa que la luz láser necesaria para excitar la fluorescencia no puede llegar a las profundidades del tejido yla fluorescencia se absorbe antes de que llegue a la cámara. Aunque los agentes de limpieza óptica pueden eliminar las moléculas de dispersión de luz del tejido, los agentes existentes no están optimizados para eliminar el hemo y no funcionan para las estructuras densas y compactas que forman coágulos de sangre.
Para desarrollar la nueva técnica de limpieza óptica, los investigadores alteraron la composición de un agente de limpieza óptica conocido como CUBIC. Después de mucho ensayo y error, crearon un agente de limpieza que no alteró la forma de los glóbulos rojos de un coágulo y fuelo suficientemente eficiente como para aclarar un coágulo en menos de un día. Los investigadores también probaron varias sondas fluorescentes para identificar las que podrían penetrar un coágulo.
Los investigadores examinaron los coágulos que se estaban contrayendo, lo que ayuda a formar un sello hermético que detiene el sangrado. "Utilizando la técnica de limpieza óptica, pudimos mirar dentro del coágulo y examinar la estructura", dijo Weisel. "Encontramos que durante la contracción, los glóbulos rojos cambian de su forma normal de biconcava a poliédrica y están muy apretados entre sí, pero en realidad no cambian de volumen. Esto es algo que no sabíamos antes y que ahora podemos estudiar con más detalle."
enfoques de alto rendimiento
Los investigadores ahora están buscando formas de lograr una limpieza óptica y un análisis de imagen más rápidos. Esto podría permitir que la nueva técnica de limpieza óptica se use con enfoques de alto rendimiento que examinen los efectos de cientos de medicamentos diferentes en el proceso de coagulación o la contracción del coágulo, por ejemplo, la técnica de limpieza óptica permitiría obtener imágenes rápidamente de una serie de coágulos antes y después del tratamiento.
Los investigadores también están trabajando para probar el método con los coágulos eliminados de los pacientes. Quieren recopilar información que pueda usarse para crear modelos computacionales de la estructura y las propiedades que algún día podrían usarse para predecir los riesgos asociados con ciertos tipos de coágulos, por ejemplo.
"No sabemos qué tipo de firmas ultraestructurales podrían identificarse en muestras 3D", dijo Zartman. "Es un área que no se ha explorado, y nuestro método de limpieza óptica podría permitir el estudio de muchos tipos diferentes de tresestructuras dimensionales para ver si hay algo que proporcione información nueva o diferente a las técnicas de diagnóstico actuales ".
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Materiales proporcionados por La sociedad óptica . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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