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Jun 22, 2024

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Nature Biomedical Engineering (2023)Cite este artigo 8956 Acessos 3 citações 173 Detalhes da Altmetric Metrics Durante a cirurgia, o diagnóstico histopatológico rápido e preciso é essencial para a clínica

Engenharia Biomédica da Natureza (2023)Cite este artigo

8956 Acessos

3 citações

173 Altmétrico

Detalhes das métricas

Durante a cirurgia, o diagnóstico histopatológico rápido e preciso é essencial para a tomada de decisão clínica. No entanto, o método predominante de consulta intra-operatória de patologia é intensivo em tempo, trabalho e custos, e requer a experiência de patologistas treinados. Aqui mostramos que as amostras de biópsia podem ser analisadas dentro de 30 minutos, avaliando sequencialmente os fenótipos físicos de células suspensas singularizadas dissociadas dos tecidos. O método diagnóstico combina a dissociação mecânica de tecidos sem enzimas, citometria de deformabilidade em tempo real a taxas de 100–1.000 células s-1 e análise de dados por redução de dimensionalidade não supervisionada e regressão logística. Parâmetros fenotípicos físicos extraídos de imagens de campo claro de células únicas distinguiram subpopulações celulares em vários tecidos, melhorando ou mesmo substituindo medidas de marcadores moleculares. Usamos o método para quantificar o grau de inflamação do cólon e discriminar com precisão tecido saudável e tumoral em amostras de biópsia de cólon de camundongos e humanos. Esta abordagem rápida e sem rótulo pode auxiliar na detecção intra-operatória de alterações patológicas em biópsias sólidas.

Mudanças nas propriedades físicas das células, como tamanho, forma ou deformabilidade das células, são fundamentais para a patologia de algumas doenças e possuem grande potencial como marcador diagnóstico ou prognóstico1,2. Nas últimas décadas, uma variedade de ferramentas foram desenvolvidas para examinar as propriedades mecânicas das células, incluindo aspiração por micropipeta, microscopia de força atômica, reometria de microesferas e armadilhas ópticas3,4. A área tem visto um aumento exponencial em publicações que sugerem uma forte correlação entre o fenótipo mecânico celular e o estado da doença, incluindo sepsis5,6, malária7, diabetes8, anemia falciforme9 e cancro10,11,12. Infelizmente, estas técnicas convencionais sofrem de baixo rendimento celular e da exigência de profundo conhecimento especializado para operação, o que limita a sua utilização como ferramenta de diagnóstico. A citometria de fluorescência e deformabilidade em tempo real (RT-FDC) 13,14 é uma das várias novas técnicas microfluídicas 10,15,16,17,18,19,20,21,22 que superaram essas desvantagens, permitindo a avaliação de propriedades físicas de células únicas de maneira livre de rótulos e de alto rendimento, abrindo um novo caminho para o diagnóstico clínico. O RT-FDC não é apenas rápido (com até 1.000 células analisadas por segundo), mas além da deformabilidade celular, também fornece informações multidimensionais obtidas diretamente de imagens celulares. O potencial diagnóstico do RT-FDC foi demonstrado em muitas doenças humanas, desde leucemia a infecções bacterianas e virais, incluindo doença por coronavírus 2019 (refs.23,24,25,26,27). No entanto, até agora, a aplicabilidade da técnica limitava-se à análise de células cultivadas ou biópsias líquidas de sangue ou medula óssea.

A biópsia de tecido sólido é o método mais comum para caracterizar malignidade e é fundamental para orientar os cirurgiões durante o manejo intra-operatório e perioperatório de pacientes com câncer. A avaliação diagnóstica de biópsias de tecidos sólidos é comumente realizada por meio de consulta intraoperatória de patologia, que se baseia na análise histopatológica de seções congeladas de biópsia28. O fluxo de trabalho convencional de diagnóstico intraoperatório envolve inúmeras etapas de processamento, coloração de reagentes e inspeção microscópica de fatias de tecido por patologistas experientes para análise especializada. Além disso, a preparação da amostra exige muito tempo, recursos e mão-de-obra. Fluxos de trabalho alternativos foram propostos28, incluindo espectroscopia Raman estimulada29,30, tomografia de coerência óptica31 e microscopia de fluorescência32,33, mas ainda não foram implementados. A necessidade de uma abordagem que reduza a preparação da amostra e o tempo de diagnóstico é, portanto, iminente.