A microbiópsia a laser é um método minimamente invasivo para extrair amostras de tecido

As biópsias são um dos procedimentos diagnósticos mais amplamente utilizados para muitos tipos de doenças, incluindo o câncer. Hoje, o padrão-ouro é extrair mecanicamente uma seção de tecido, cortá-la em fatias finas e corá-las com hematoxilina e eosina (H&E) para tornar os núcleos e o citoplasma das células mais fáceis de visualizar ao microscópio. Embora esta abordagem esteja bem estabelecida na prática clínica, ela apresenta várias desvantagens que exigem o desenvolvimento de procedimentos alternativos.

Em um estudo recente publicado na Jornal de Óptica Biomédicauma equipe de pesquisa liderada por James W. Tunnell, da Universidade do Texas, em Austin, e Thomas E. Milner, da Universidade da Califórnia em Irvine, desenvolveu um revolucionário laserpara realizar microbiópsias. Seu método envolve o uso de um feixe de laser concentrado para ejetar um pequeno volume de células do tecido irradiado, coletá-las em uma lâmina de vidro e usar um procedimento de coloração chamado H&E virtual.

“O fluxo de trabalho de patologia tradicional sofre de limitações, incluindo a invasão da biópsia e o processamento de tecidos complexo e demorado; nosso protocolo baseado em microbiópsia a laser com imagem H&E virtual mostra-se promissor como uma ferramenta rápida e minimamente invasiva para biópsia e diagnóstico”, diz Jason B. King da Universidade do Texas em Austin, primeiro autor do estudo.

O principal mecanismo em jogo nesta nova técnica de microbiópsia é ablação a laser. Trata-se de um fenômeno no qual a energia focalizada dos pulsos de laser é absorvida pelo alvo ao longo de um pequeno volume superficial, fazendo com que a matéria aqueça rapidamente e seja ejetada. Embora a ablação a laser seja mais utilizada na usinagem e na fabricação de materiais, os pesquisadores buscaram utilizar esse princípio de forma compatível com a extração e análise de tecidos.

Para conseguir isso, a equipe teve que superar vários obstáculos. Primeiro, eles tiveram que projetar a configuração óptica e otimizar a energia e o perfil do feixe de laser. Usando apenas equipamentos disponíveis comercialmente e um laser Ho:YAG aprovado pela FDA, os pesquisadores construíram um sistema de microbiópsia a laser de bancada que permitiria o uso conveniente em um ambiente clínico.

Depois de analisar cuidadosamente as características do perfil do feixe teoricamente e por meio de experimentos, eles realizaram simulações computacionais completas de todo o processo de microbiópsia a laser. Isso forneceu informações valiosas sobre como o feixe de laser pode interagir com o tecido e permitiu que eles selecionassem os melhores parâmetros antes de prosseguir com os experimentos reais.

Com o protótipo pronto e configurado, os pesquisadores usaram o sistema para extrair volumes extremamente pequenos de tecido (abaixo da faixa do microlitro) de pele e rim suínos. Eles mancharam estes amostras de tecido para H&E virtual e os analisou com um microscópio confocal.

Um aspecto importante do protocolo proposto é que os pesquisadores pulverizaram a área do tecido alvo e a lâmina de vidro com um spray criogênico para limitar a extensão do dano térmico causado pelo processo de ablação. Isso se mostrou essencial para a obtenção de amostras de boa qualidade.

Os resultados gerais dos experimentos são muito promissores, pois a maior parte do tecido amostrado estava livre de danos térmicos. Os volumes extraídos foram baixos o suficiente para serem minimamente invasivos, mas suficientes para análise virtual de H&E, bem como outras técnicas analíticas, como H&E tradicional e métodos de teste de proteínas ou genéticos. Isso significa que um paciente pode ser submetido a dezenas de microbiópsias a laser sem causar quase tanto dano quanto as biópsias padrão.

Outra vantagem notável é que todo o protocolo de extração de tecido e análise virtual de H&E pode ser concluído em apenas alguns minutos, em oposição a meia hora ou mesmo dias para biópsias padrão com processamento de tecido convencional. Para completar, não há necessidade de um técnico altamente treinado nem de equipamento de microscopia caro além de um microscópio confocal.

Essas qualidades tornam o sistema de microbiópsia a laser proposto uma ferramenta de triagem de primeira passagem atraente para determinar se uma biópsia em grande escala é necessária. A equipe de pesquisa também acredita que esse método pode ser usado durante a cirurgia para coletar amostras de tecido de estruturas e órgãos delicados, preservando o máximo possível de tecido saudável. Isso pode ser possível por meio de um maior refinamento da ótica e do tamanho do sistema.