Coloración inoxidable suministra nueva herramienta de histología para patólogos clínicos

Los investigadores han desarrollado un sistema potencialmente revolucionario basado en imágenes de espectroscopia infrarroja que permite el análisis múltiple, sin coloraciones, sin perturbar, de una muestra sencilla de tejido biológico.

La coloración histológica ha evolucionado con coloraciones no específicas,  coloraciones inmunohistoquímicas y, luego imagenología digital con análisis computarizado. En estos casos, se colorean las muestras de biopsia preparadas. En el nuevo estudio, un equipo de ingenieros, patólogos, y el cirujano, dirigidos por el Prof. Rohit Bhargava del Instituto Beckman de Ciencia y Tecnología Avanzada de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign, (Urbana y Champaign, IL, EUA), utilizó un método nuevo, basado en la imagenología espectroscópica infrarroja con transformación de Fourier (FT-IR) y computación, para desarrollar imágenes químicas sin coloraciones y sin etiquetas para proporcionar la misma información que las coloraciones moleculares. Esto permite una visualización rápida, digital, cuantitativa, y no perturbadora de la morfología y múltiples epítopes moleculares para diversas aplicaciones.

Los espectros miden la constitución química de las células y de los tejidos directamente. Con las técnicas computacionales, los investigadores fueron capaces de relacionar las propiedades espectrales de los patrones de coloración conocidos de los tejidos. Usando computación y contraste molecular intrínseco del tejido se pudieron producir coloraciones moleculares digitalmente sin colorear el tejido mismo. Por lo tanto, la coloración puede ser visualizada dejando el tejido precioso prístino para análisis posteriores y sin el agregado del costo del material, el tiempo, y el trabajo de coloración directo del tejido.

Este método también permite el análisis de muestras pequeñas (por ejemplo, de una biopsia con aguja fina), o cuando puede que no sea posible obtener múltiples muestras de la misma biopsia para múltiples coloraciones. En los casos en que los materiales son limitados o puede haber una necesidad de correlacionar estrechamente múltiples moléculas expresadas, el nuevo método podría ser una solución, ya que le permite al usuario simplemente “sintonizar” una coloración necesaria.

El estudio es oportuno, ya que se basa en la aparición de la imagenología química y la maduración de la computación desde el lado de la ciencia y la ingeniería y el impulso para obtener mayor información sobre el contenido molecular desde la parte biomédica, clínica. Este método tiene el potencial para tener un impacto inmediato y a largo plazo en cambiar el campo a una ciencia molecular multiplexada en la investigación y en la práctica clínica, la histología y la patología.

“Estamos confiando en la química para generar la verdad básica y actuar como el “supervisor” para un algoritmo de aprendizaje supervisado. Un ser humano tiene que verificar que la coloración haya sido aplicada adecuadamente, pero eso es algo que los patólogos hacen muy bien”, dijo el autor David Mayerich, profesor asistente de la Universidad de Houston. Michael Walsh, profesor asistente de la Universidad de Illinois en Chicago, añadió: “Uno de los cuellos de botella en la patología automatizado es el extenso procesamiento que se debe a las imágenes coloreadas para corregir los artefactos de la coloración y las inconsistencias. La capacidad de aplicar las coloraciones de manera uniforme a través de múltiples muestras podría hacer que estos pasos iniciales en el procesamiento de imágenes sean significativamente más fáciles y más robustos”.

“La imagenología FT-IR permite la imagenología digital en histología sin destruir las propiedades del tejido causados por las coloraciones;. Por lo tanto, el mismo portaobjetos puede ser utilizado para otros fines (inmunofluorescencia e inmunohistoquímica multiplex, u otros métodos). Para aplicaciones de investigación, también permite una mayor eficiencia marcando rápidamente los tejidos para las regiones de interés”, dijo el Dr. André Balla. “La imagenología infrarroja y óptica parecían ser modos definidos para obtener datos importantes en la patología. Este estudio muestra una estrecha relación entre los dos, lo que permite al usuario elegir el mejor método para hacer frente a sus necesidades”, dijo el profesor Bhargava.

El estudio, realizado por Mayerich D. et al, fue publicado el 20 de marzo de 2015, en la revista Technology.

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University of Illinois at Urbana-Champaign