Техника микроскопии может сделать биопсию более информативной

Исследователи из MIT и Гарвардской медицинской школы разработали способ визуализации образцов биопсии с гораздо более высоким разрешением. Этот прогресс может помочь врачам создавать более точные и недорогие диагностические тесты.

Суть метода

Новая техника основана на подходе, известном как экспансионная микроскопия (expansion microscopy), первоначально разработанном в лаборатории Эдварда Бойдена в MIT. Метод позволяет увеличить образец ткани в 100 раз по объёму перед его визуализацией.

Это расширение позволяет с помощью обычного светового микроскопа увидеть детали, которые обычно видны только на дорогом электронном микроскопе высокого разрешения. Оно также раскрывает дополнительную молекулярную информацию, недоступную для электронного микроскопа.

Применение в диагностике

В исследовании, опубликованном в Nature Biotechnology, метод был применён для:

1. Ранних поражений молочной железы. Алгоритм машинного обучения, анализирующий десятки признаков ядер клеток (ориентация, диаметр, отклонение от округлости), смог отличить доброкачественные поражения с высоким и низким риском прогрессирования в рак с точностью 93% на расширенных образцах (против 71% на нерасширенных).
2. Нефротического синдрома. После расширения образцов почечной ткани учёные и врачи смогли идентифицировать повреждённые фильтрующие структуры (расстояние между которыми всего ~200 нм) с точностью 90% (против 65% для обычных образцов).

"Теперь вы можете диагностировать заболевание почек без электронного микроскопа, — говорит Бойден. — Вы можете сделать это с помощью нескольких химикатов и светового микроскопа".

Преимущества и перспективы

• Доступность: Метод заменяет необходимость в дорогом оборудовании (электронный или суперразрешающий микроскоп).
• Информативность: Увеличение объёма ткани в 100 раз даёт в 100 раз больше информации.
• Широкое применение: Техника открывает путь для более точной диагностики многих заболеваний путём анализа архитектуры генома, экспрессии специфических белков на поверхности раковых клеток и других тонких признаков.

"Экспансионная микроскопия позволит вычислительной патологии использовать больше информации в образце, чем было возможно ранее", — заключает Бойден.