Βρείτε μας στο Google News. Πατήστε εδώ!Η παρακολούθηση των μοριακών αλλαγών στον εγκέφαλο που προκαλούνται από καρκίνο και άλλες νευρολογικές παθολογίες με μη επεμβατικό τρόπο είναι μία από τις μεγαλύτερες προκλήσεις στη βιοϊατρική έρευνα. Μια νέα πειραματική τεχνική το πέτυχε αυτό εισάγοντας φως στον εγκέφαλο ποντικών χρησιμοποιώντας έναν εξαιρετικά λεπτό ανιχνευτή. Η μελέτη δημοσιεύεται στο περιοδικό Nature Methods από μια διεθνή ομάδα που περιλαμβάνει ομάδες από το Ισπανικό Εθνικό Ερευνητικό Κέντρο Καρκίνου (CNIO) και το Εθνικό Ερευνητικό Συμβούλιο της Ισπανίας (CSIC).
Οι συγγραφείς περιγράφουν τη νέα τεχνική ως «μοριακό φακό», επειδή παρέχει πληροφορίες για τη χημική σύνθεση του νευρικού ιστού φωτίζοντάς τον. Αυτό καθιστά δυνατή την ανάλυση των μοριακών αλλαγών που προκαλούνται από όγκους, πρωτοπαθείς ή μεταστατικούς, καθώς και τραυματισμούς όπως μια τραυματική εγκεφαλική βλάβη. Ο μοριακός φακός είναι ένας ανιχνευτής πάχους μικρότερου από 1 mm, με άκρο μόλις ένα μικρό πλάτος – περίπου ένα χιλιοστό του χιλιοστού – και αόρατο με γυμνό μάτι.
Μπορεί να εισαχθεί βαθιά στον εγκέφαλο χωρίς να προκαλέσει βλάβη (για σύγκριση, μια ανθρώπινη τρίχα έχει διάμετρο από 30 έως 50 μικρά). Αυτός ο φακός-ανιχνευτής δεν είναι ακόμη έτοιμος να δοκιμαστεί σε ασθενείς και προς το παρόν είναι πρωτίστως ένα «υποσχόμενο» ερευνητικό εργαλείο σε ζωικά μοντέλα που επιτρέπει την «παρακολούθηση μοριακών αλλαγών που προκαλούνται από τραυματική εγκεφαλική βλάβη, καθώς και την ανίχνευση διαγνωστικών δεικτών εγκεφαλικής μετάστασης με υψηλή ακρίβεια», εξηγούν οι συντάκτες της εργασίας.
Το έργο έχει διεξαχθεί από την ευρωπαϊκή κοινοπραξία NanoBright, η οποία περιλαμβάνει δύο ισπανικές ομάδες: αυτή με επικεφαλής τον Manuel Valiente, ο οποίος είναι επικεφαλής της Ομάδας Μετάστασης Εγκεφάλου του CNIO, και το Εργαστήριο Νευρωνικών Κυκλωμάτων της CSIC του Ινστιτούτου Cajal, με επικεφαλής τον Liset Menéndez de la Πρίντα. Και οι δύο ομάδες ήταν υπεύθυνες για τη βιοϊατρική έρευνα στο NanoBright, ενώ ομάδες από ιταλικά και γαλλικά ιδρύματα έχουν αναπτύξει τα όργανα.
Εξερευνώντας τον εγκέφαλο με το φως χωρίς να το τροποποιήσετε προηγουμένως
Η χρήση φωτός για την ενεργοποίηση ή την καταγραφή της λειτουργίας του εγκεφάλου είναι ένα αξιοσημείωτο επίτευγμα, αλλά δεν είναι μια νέα τεχνική. Για παράδειγμα, οι λεγόμενες οπτογενετικές τεχνικές καθιστούν δυνατό τον έλεγχο της δραστηριότητας μεμονωμένων νευρώνων με το φως. Ωστόσο, αυτές οι μέθοδοι απαιτούν την εισαγωγή ενός γονιδίου στους νευρώνες για να γίνουν ευαίσθητοι στο φως. Με τη νέα τεχνολογία που εισήγαγε η NanoBright, ο εγκέφαλος μπορεί να μελετηθεί χωρίς προηγούμενη τροποποίηση, αντιπροσωπεύοντας μια αλλαγή παραδείγματος στη βιοϊατρική έρευνα.
Η τεχνική ονομασία της μεθόδου στην οποία βασίζεται ο νέος μοριακός φακός είναι η φασματοσκοπία δόνησης. Λειτουργεί εκμεταλλευόμενος μια ιδιότητα του φωτός που είναι γνωστή ως φαινόμενο Raman: όταν το φως αλληλεπιδρά με μόρια, διασκορπίζεται διαφορετικά ανάλογα με τη χημική σύσταση και τη δομή τους. Αυτό επιτρέπει την ανίχνευση ενός μοναδικού σήματος, ή φάσματος, για κάθε μόριο. Το φάσμα στη συνέχεια δρα ως μοριακή υπογραφή, παρέχοντας πληροφορίες σχετικά με τη σύνθεση του φωτισμένου ιστού.
Ελάχιστα επεμβατική τεχνική για την ανάλυση μεταστάσεων
Ο ανιχνευτής που αναπτύχθηκε από την κοινοπραξία NanoBright είναι τόσο λεπτός που οποιαδήποτε βλάβη μπορεί να προκαλέσει όταν εισαχθεί στον εγκεφαλικό ιστό θεωρείται αμελητέα, κερδίζοντας τον χαρακτηρισμό “ελάχιστα επεμβατικό”. Οι συγγραφείς προτείνουν συγκεκριμένες εφαρμογές στο άρθρο. Η ομάδα του Valiente στο CNI, χρησιμοποίησε τον μοριακό φακό σε πειραματικά μοντέλα εγκεφαλικών μεταστάσεων.
«Όπως συμβαίνει με τους ασθενείς, έχουμε παρατηρήσει τα μέτωπα των όγκων να απελευθερώνουν κύτταρα που θα μπορούσαν να γλιτώσουν από τη χειρουργική επέμβαση», λέει ο Valiente. «Η διαφορά με την υπάρχουσα τεχνολογία είναι ότι μπορούμε πλέον να κάνουμε αυτήν την ανάλυση με ελάχιστα επεμβατικό τρόπο, ανεξάρτητα από το αν ο όγκος είναι επιφανειακός ή βαθύς».
