Nueva técnica de microscopía permite a cirujanos analizar rápidamente tumores en el quirófano

El método estándar actual para obtener rápidamente muestras y obtener imágenes de tejido durante una cirugía implica tomar una biopsia, congelar la muestra, teñirla para mejorar su visibilidad y cortarla en secciones delgadas que luego se montan en portaobjetos de vidrio. Luego se utiliza un microscopio óptico para examinar el tejido en detalle. Si se encuentran células tumorales en la superficie de la muestra de tejido, esto indica que el cirujano ha cortado a través del tumor, en lugar de alrededor de él, dejando parte del tumor atrás, lo que puede requerir una cirugía de seguimiento para extirpar más tejido. Sin embargo, la patología de la sección congelada enfrenta problemas como artefactos tisulares y calidad reducida de la tinción, que pueden afectar la precisión del diagnóstico y las decisiones quirúrgicas. Una nueva tecnología de imágenes ahora ofrece una forma más rápida y rentable para que los cirujanos obtengan imágenes de muestras de tejido durante la cirugía para determinar si se ha extirpado todo el tumor o si es necesario extirpar más tejido.

Los bioingenieros del Instituto Tecnológico de California (Caltech, Pasadena, CA, EUA) han presentado una nueva técnica de obtención de imágenes llamada microscopía fotoacústica ultravioleta paralela (PUV-PAM), que se detalla en un estudio publicado en Science Advances. Este método se basa en la microscopía fotoacústica (PAM), una técnica que excita muestras de tejido con un láser de baja energía, lo que hace que el tejido vibre. El sistema detecta las ondas ultrasónicas emitidas por el tejido vibrante. Dado que los núcleos celulares absorben más luz que el material circundante, la PAM puede revelar el tamaño y la distribución de los núcleos y la densidad de empaquetamiento de las células. El tejido canceroso normalmente tiene núcleos más grandes y células más densamente empaquetadas. El equipo de investigación ha desarrollado anteriormente sistemas PAM para obtener imágenes de tejido óseo y mamario, pero para que estos sistemas sean adecuados para su uso en el quirófano, necesitaban superar las limitaciones de los láseres ultravioleta utilizados, que anteriormente restringían la velocidad de obtención de imágenes.

Para solucionar este problema, los investigadores dividieron un único haz láser en ocho "puntos" láser más pequeños y paralelos, lo que permitió que el sistema cubriera la muestra de tejido más rápidamente. Además, PUV-PAM combina dos técnicas de escaneo para lograr imágenes más rápidas de tejidos sin portaobjetos. Estas innovaciones hacen que la técnica sea aproximadamente 40 veces más rápida que los métodos de vanguardia anteriores desarrollados por el equipo. La nueva técnica PUV-PAM puede eliminar la necesidad de congelar, seccionar o teñir muestras de tejido. Incluso se pueden obtener imágenes directamente de muestras gruesas con superficies irregulares, que normalmente son demasiado gruesas para la microscopía tradicional. Este método podría permitir a los oncólogos analizar muestras de biopsia durante la cirugía, lo que les permitiría eliminar tejido adicional si fuera necesario, eliminando potencialmente la necesidad de cirugías de seguimiento.

"Esperamos que este nuevo sistema de obtención de imágenes pueda ofrecer más oportunidades para el examen patológico intraoperatorio de muestras sin portaobjetos en cirugías oncológicas. Creemos que tiene el potencial de revolucionar la histología intraoperatoria", afirma Rui Cao, autor principal del nuevo artículo. "Con el sistema actual, podemos obtener imágenes de una muestra de 1 cm2 con una resolución de 1,3 micrones en unos cinco minutos. Y demostramos en el artículo que esta técnica es eficaz en una variedad de tipos de tejidos".

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