Pesquisa de câncer

fevereiro 04, 2025

Pesquisa de câncer

A pesquisa de terapias para o câncer requer, frequentemente, a combinação da microscopia de fluorescência e ensaios funcionais inovadores

O câncer é uma doença complexa e heterogênea causada por células com deficiência na regulação do crescimento. Mudanças genéticas e epigenéticas em uma ou em um grupo de células prejudicam o funcionamento normal e resultam em um crescimento celular descontrolado e na proliferação.

A aquisição de imagens tornou-se uma ferramenta essencial no estudo da biologia do câncer. A aquisição de imagens de alta resolução é indispensável para o estudo de mudanças na sinalização genética e celular subjacentes ao câncer, enquanto que a aquisição de imagens de células vivas é crucial para uma compreensão mais profunda da função e mecanismos da doença. As técnicas de microscopia também são essenciais para o estudo de relações espaciais entre os diferentes tipos de células tumorais. Elas também são importantes para compreender a função do sistema imunológico em combater células cancerígenas. Para isso, os pesquisadores confiam na aquisição de imagens multicoloridas para uma taxa mais acelerada de descobertas.

Autores

Leica Microsystems

Desafios ao usar a aquisição de imagens para estudar o câncer

Óptima resolução temporal e espacial

A pesquisa de terapias para o câncer requer, frequentemente, a combinação da microscopia de fluorescência e ensaios funcionais inovadores. Com uma resolução temporal e espacial otimizada, os pesquisadores podem monitorar eventos dinâmicos em células vivas, como a migração de células e metástases. Esses processos dinâmicos estão no centro do desenvolvimento do câncer.

Visualização em tempo real

Compreender esses processos tem sido desafiador devido à dificuldade de visualização do comportamento da célula tumoral em tempo real. A aquisição rápida de imagens por períodos prolongados tende a vir com um sacrifício: resolução mais baixa ou, mais frequentemente, danos aos seus preciosos espécimes. O desafio é encontrar a técnica e o sistema de aquisição de imagens que ofereçam a você os melhores dados com a mais alta resolução, enquanto mantêm as células vivas, para que você possa acompanhar os processos de interesse.

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Multiplexação para compreender os mecanismos da doença

A microscopia de fluorescência multicolorida, com base em confocalidade ou campo amplo, é uma ferramenta fundamental para compreender o contexto espacial, a colocalização e a proximidade de diversos biomarcadores ao se estudar eventos complexos, como a imunossupressão ou a angiogênese. Esse objetivo pode frequentemente ser desafiador, pois há limitações relacionadas ao número de fluoróforos que se pode distinguir com sucesso usando essa abordagem de "multiplexação". Felizmente, existem sistemas e estratégias de aquisição de imagens inovadores para aprimorar a separação de fluoróforos (por exemplo, o FluoSync - uma abordagem otimizada para a aquisição de imagens fluorescentes simultâneas, por multiplexação, usando uma única exposição) e aumentar o número de amostras fluorescentes até o necessário para o seu experimento.

Secção do tecido adenocarcinoma ductal pancreático imitado com Mergulho Celular.

Como encontrar as ferramentas certas

O câncer é complexo e requer uma miríade de métodos que incluem a aquisição de imagens resolvidas espaço-temporalmente, de espécimes vivos e de células individuais. Mais percepções de processos celulares relacionados ao câncer provavelmente surgirão de métodos com a maior resolução possível e da análise de imagens multiparamétricas. Abordagens como a microscopia confocal de fluorescência permitem o estudo de alvos múltiplos dentro de tecidos de estruturas celulares.

Técnicas de aquisição de imagens avançadas, como a super-resolução ou, mais recentemente, a aquisição de imagens de tempo de vida ou folha de luz, o ajudam a compreender melhor as interações moleculares e mecanismos reguladores por trás do início do tumor, de sua progressão e da resposta ao tratamento.

A microdissecção a laser ou a microscopia correlativa de luz e eletrônica (CLEM) permitem o estudo de estruturas receptoras espaciais em membranas e a organização genômica em núcleos de células.

Microscopia de superresolução Leica

A microscopia de superresolução supera o limite de difração da luz e permite aos investigadores estudar estruturas subcelulares em mais detalhes do que é possível com um microscópio confocal. São possíveis resoluções de até 20 nm; em biologia, isso representa o comprimento de 10 proteínas médias de ponta a ponta ou 60 pares de bases de DNA.

Microscopia de fluorescência

A fluorescência é um dos fenômenos físicos mais comumente usados na microscopia biológica e analítica, principalmente devido a sua alta sensibilidade e alta especificidade. A fluorescência é uma forma de luminescência.

Aquisição de imagens de tempo de vida de fluorescência

A microscopia de aquisição de imagens de tempo de vida de fluorescência (FLIM - Fluorescence lifetime imaging microscopy) é uma técnica de aquisição de imagens que utiliza as propriedades inerentes dos marcadores fluorescentes. Além de ter o espectro de emissões característico, cada molécula fluorescente tem um tempo de vida característico que reflete o tempo que o fluoróforo passa no estado excitado antes de emitir um fóton.