Novo sistema de imagiologia sem rótulos monitoriza o tratamento do cancro em células individuais
Uma ferramenta, muitas aplicações
Investigadores do Instituto Helmholtz de Munique e da Universidade Técnica de Munique desenvolveram um novo método para seguir as respostas ao tratamento do cancro em células individuais - sem necessidade de corantes ou etiquetas. A sua tecnologia de microscopia optoacústica de infravermelhos médios (MiROM) permite a visualização em tempo real das alterações proteicas no interior das células vivas do mieloma, proporcionando uma visão antecipada da eficácia do tratamento. Ao detetar a dobragem incorrecta das proteínas, um indicador-chave da resposta ao tratamento do mieloma, a MiROM oferece uma abordagem mais rápida e precisa para personalizar a terapia dos doentes com mieloma múltiplo.
Detetar os erros: Como o MiROM detecta a deformação de proteínas em células cancerígenas
O MiROM identifica proteínas utilizando luz infravermelha média para detetar vibrações moleculares - essencialmente a "dança" natural das moléculas dentro das estruturas proteicas. Ao contrário da espetroscopia ótica, que mede a atenuação da luz, a optoacústica capta as ondas de ultra-sons geradas quando as proteínas absorvem a luz infravermelha. Esta absorção provoca um aumento de temperatura minúsculo e localizado, levando a uma expansão transitória do meio que envolve a proteína e à emissão de ondas de ultra-sons. Ao analisar estes sinais em tempo real, o MiROM pode detetar alterações estruturais nas proteínas, tais como a sua deformação, reconhecendo mudanças na sua "dança" molecular. Esta capacidade fornece informações cruciais sobre a forma como as células cancerígenas respondem ao tratamento.
Ultrapassar as limitações na avaliação da terapêutica do mieloma múltiplo
O mieloma múltiplo é um cancro do sangue que afecta as células plasmáticas na medula óssea, levando à produção anormal de proteínas, enfraquecimento da imunidade e danos nos órgãos. Os métodos tradicionais de avaliação do tratamento do mieloma múltiplo requerem frequentemente grandes amostras de células, uma preparação complexa e medições demoradas, o que dificulta a monitorização atempada das respostas individuais dos doentes.
O MiROM supera essas limitações analisando células individuais, exigindo apenas um número mínimo de amostras de pacientes e fornecendo avaliações rápidas e quase em tempo real da eficácia do tratamento.
"Uma vez que o MiROM pode analisar células individuais em tempo real sem a necessidade de uma preparação elaborada das amostras, oferece uma visão rápida do modo como os tratamentos podem afetar as estruturas proteicas a nível celular", afirma Francesca Gasparin, primeira autora do estudo. "Especificamente, o MiROM detecta a formação de folhas beta intermoleculares (estruturas ligadas à deformação incorrecta das proteínas), bem como a apoptose, a morte celular programada que indica se os tratamentos contra o cancro estão a funcionar ou se a resistência aos medicamentos está a desenvolver-se", acrescentam o Prof. Miguel Pleitez e o Prof. Florian Basserman, investigadores principais do estudo.
Ao analisar células individuais, o MiROM pode revelar variações na resposta ao tratamento no cancro de um doente, abrindo caminho para ajustes personalizados da terapia.
Uma ferramenta, muitas aplicações
Para além do mieloma múltiplo, o MiROM tem um grande potencial para outras doenças relacionadas com a deformação de proteínas, incluindo Alzheimer e Parkinson. Os avanços em curso - incluindo a otimização da duração do impulso do laser e o aumento da velocidade da imagem - poderão melhorar ainda mais a sua sensibilidade e alargar as suas aplicações clínicas.
"Prevemos a utilização do MiROM no rastreio de medicamentos, em testes de diagnóstico e na monitorização domiciliária de doentes", afirma o Prof. Vasilis Ntziachristos, também investigador principal do estudo. Vasilis Ntziachristos, também investigador sénior do estudo. A validação clínica futura em coortes de doentes de maior dimensão será o próximo passo para introduzir esta tecnologia na prática médica de rotina.
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Publicação original
Francesca Gasparin, Marlene R. Tietje, Eslam Katab, Aizada Nurdinova, Tao Yuan, Andriy Chmyrov, Nasire Uluç, Dominik Jüstel, Florian Bassermann, Vasilis Ntziachristos, Miguel A. Pleitez; "Label-free protein-structure-sensitive live-cell microscopy for patient-specific assessment of myeloma therapy"; Nature Biomedical Engineering, 2025-7-14
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