Construyendo una mejor biopsia con endomicroscopia confocal multiespectral

Con el aumento del uso de la tomografía computarizada para la detección temprana del cáncer de pulmón, se están identificando muchos más casos de nódulos pulmonares sospechosos. Sin embargo, la diferenciación de nódulos pulmonares benignos de malignos sigue siendo un desafío que solo puede abordarse mediante una biopsia de tejido.

Para los nódulos cerca de la superficie externa del cuerpo, el estándar de atención clínica es realizar un procedimiento de biopsia central, durante el cual se obtienen núcleos de tejido insertando una aguja de biopsia en el nódulo, y un patólogo altamente capacitado evalúa el tejido extraído. La guía de la aguja de biopsia mediante TC o ultrasonido interoperatorios es útil, pero la tasa de fallas en la recolección del tejido apropiado es alta. Esto da como resultado procedimientos de biopsia repetidos que pueden conducir a un mayor riesgo de complicaciones.

publicando su trabajo en el Revista de microsistemas ópticos, un grupo de investigadores de la Universidad de Arizona ha desarrollado un endomicroscopio confocal multiespectral (MSCE) con una sonda de diámetro submilimétrico que puede pasar a través del lumen de una aguja introductora de calibre 20 para obtener imágenes del tejido como la punta distal de la aguja . Esto permite la evaluación del tejido pulmonar en el sitio antes de su extracción mediante biopsia con aguja.

«La esperanza es que esta capacidad adicional de imágenes proporcione al médico una mejor vista del tejido que se va a recolectar y produzca menos complicaciones», dijo Arthur Gmitro, de la Universidad de Arizona, uno de los investigadores.

Para lograr este objetivo, los investigadores desarrollaron un endomicroscopio confocal de barrido lineal de fluorescencia multiespectral con 20 canales espectrales que funciona a velocidades de fotogramas en tiempo real de hasta 10 fotogramas multiespectrales completos por segundo. La elección de 20 canales espectrales a lo largo del rango de emisión de fluorescencia de 500 a 750 nm permite que múltiples tintes fluorescentes con espectros de emisión superpuestos se visualicen simultáneamente y se identifiquen de forma única a través de la separación espectral.

El sistema emplea un haz de imágenes de fibra óptica con 30.000 elementos que funciona como una sonda de contacto con el tejido con un campo de visión de 0,75 mm.

Los experimentos de demostración se llevaron a cabo utilizando una combinación de dos colorantes fluorescentes aprobados por la FDA, proflavina, que tiñe el núcleo celular, y rosa de bengala, que tiñe el tejido conectivo proteínico. Las imágenes se realizaron en el pulmón de ratas Sprague Dawley sacrificadas según los protocolos aprobados por el Comité Institucional de Cuidado y Uso de Animales.

Los experimentos con ratas se realizaron con la sonda de fibra insertada a través de la aguja introductora en el pulmón y la administración tópica de la mezcla de tinte de proflavina/rosa de bengala en el sitio del tejido distal. Los experimentos con ratas proporcionaron un modelo de cómo se usaría este sistema en el entorno clínico y cómo se vería el tejido pulmonar normal con el sistema de imágenes MSCE.

Según los protocolos aprobados por la junta de revisión institucional, también se tomaron imágenes en muestras de tejido fresco obtenidas de pacientes que se sometieron a procedimientos convencionales de biopsia central. El tejido de biopsia central de los pacientes que dieron su consentimiento se tiñó mediante la aplicación de la mezcla de colorantes directamente al tejido, seguido poco después por un enjuague rápido y luego por imágenes con el sistema de imágenes MSCE. Las imágenes del tejido pulmonar humano permitieron la evaluación del aspecto de varias condiciones patológicas (cáncer de pulmón, inflamación y necrosis).