Histopatología holográfica permite diagnósticos rápidos, precisos

La evaluación microscópica de los tejidos resecados y biopsiados es fundamental para comprender la fisiopatología subyacente y los estados clínicos de muchos pacientes. Debido a que la mayoría de las muestras microscópicas son translúcidas a la luz visible, los métodos histológicos convencionales logran el contraste de la imagen utilizando etiquetas exógenas.

La tomografía de difracción óptica es una técnica de microscopía para reconstruir el índice de refracción de una muestra de tejido a partir de sus imágenes de campo disperso obtenidas con varios ángulos de iluminación. Permite la visualización de alto contraste sin etiquetas de muestras transparentes. El campo disperso complejo transmitido a través de la muestra se recupera primero usando holografía fuera del eje, luego los campos dispersos obtenidos con varios ángulos de iluminación se mapean en el espacio de Fourier permitiendo la reconstrucción del índice de refracción de la muestra.

Biocientíficos del Instituto Coreano de Ciencia y Tecnología Avanzada (Daejeon, República de Corea) y sus colegas, desarrollaron imágenes volumétricas sin etiquetas de portaobjetos de tejido grueso, aprovechando las distribuciones del índice de refracción como contraste intrínseco de las imágenes. El presente método explotó sistemáticamente técnicas de imagenología de fase cuantitativa sin etiqueta, reconstrucción volumétrica de distribuciones intrínsecas del índice de refracción en tejidos y algoritmos numéricos para la costura ágil de múltiples tomogramas tridimensionales y para reducir la distorsión de la imagen inducida por la dispersión.

Los científicos demostraron imágenes volumétricas sin etiquetas de tejidos gruesos con un campo de visión de 2 mm × 1,75 mm × 0,2 mm con una resolución espacial de 170 nm × 170 nm × 1.400 nm. El número de modos ópticos, calculado como el volumen reconstruido dividido por el tamaño de la función de dispersión de puntos, fue de ~ 20 giga vóxeles. También demostraron que con el presente método se pueden visualizar diferentes tipos de tumores y una variedad de lesiones precursoras y patologías.

El equipo demostró la capacidad de su nuevo método mediante la obtención de imágenes de una variedad de diferentes patologías de cáncer: tumor neuroendocrino pancreático, neoplasia intraepitelial y neoplasia papilar intraductal del conducto biliar. Obtuvieron imágenes de tejidos a escala milimétrica, sin teñir, de 100 μm de espesor con una resolución subcelular en 3D, lo que permitió la visualización de células individuales y arquitecturas de tejidos multicelulares, comparables a las imágenes obtenidas con tejidos tradicionales procesados químicamente.

YongKuen Park, PhD, profesor y autor principal del estudio, dijo: “Las imágenes obtenidas con el método propuesto permitieron una visualización clara de diferentes características morfológicas en los diversos tejidos, permitiendo el reconocimiento y diagnóstico de lesiones precursoras y patologías. Esperamos que la tomografía de difracción óptica proporcione diagnósticos más rápidos y precisos en consultas de histopatología y patología intraoperatoria”. El estudio fue publicado el 29 de abril de 2021 en la revista Advanced Photonics.

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Instituto Coreano de Ciencia y Tecnología Avanzada