3D-pathologie wordt onderzocht als alternatief voor de traditionele op slides gebaseerde histologie, omdat het gedetailleerde 3D-inzichten kan bieden in pathologische structuren en cellulaire interacties zonder het weefsel te veranderen. Deze aanpak maakt het mogelijk om complexe 3D-weefselstructuren te analyseren en dikke weefsels in beeld te brengen, wat niet mogelijk is met op slides gebaseerde methoden.

De onderzoekers gebruikten hun verbeterde lichtbladmicroscoop met open bovenkant om beelden vast te leggen van dicht gelabelde klinische monsters, wat het potentieel ervan voor niet-destructieve 3D-pathologie aantoonde. Kevin W. Bishop van de Universiteit van Washington zal het werk gedetailleerd beschrijven op het Optica Biophotonics Congress dat van 7 tot 10 april 2024 in Fort Lauderdale, Florida wordt gehouden. De presentatie van de bisschop staat gepland op dinsdag 9 april van 13.45 tot 14.00 uur EDT. .

Voor bepaalde ziekten, zoals prostaatkanker, kan het een uitdaging zijn om te bepalen welke patiënten een agressieve behandeling nodig hebben en welke patiënten niet. 3D-informatie zou artsen uiteindelijk kunnen helpen de beste behandelingskuur voor elke patiënt beter te bepalen.

Open-top light-sheet microscopie wordt gebruikt om snel 3D-beelden te verkrijgen van fluorescent gelabelde weefsels die zijn behandeld op een manier die ze transparant of doorschijnend maakt. De typische opstelling maakt gebruik van een vast dun vel licht om het monster van onderaf te belichten en in beeld te brengen, net als bij een flatbeddocumentscanner. Dit maakt beeldvorming met hoge resolutie van grote gebieden mogelijk met veel hogere snelheden dan mogelijk is met andere 3D-beeldvormingsbenaderingen (bijvoorbeeld confocale microscopie).

Hoewel met deze microscopietechniek veel soorten labels kunnen worden gebruikt, gebruiken 3D-pathologiemonsters doorgaans kleurstoffen die de hematoxyline- en eosinekleuring (H&E) nabootsen die wordt gebruikt in traditionele histologieglaasjes. Omdat dit type kleuring veel dichter is dan zeer gerichte vlekken, wordt het optische snijvermogen van de microscoop (het vermogen om een ​​dun plakje in een 3D-monster te visualiseren) de sleutel tot het bereiken van een goede beeldkwaliteit.

Hoewel betere secties mogelijk zijn door gebruik te maken van een numeriek diafragma met een hogere verlichting, creëert dit een kortere scherptediepte waardoor het bruikbare gezichtsveld van het systeem wordt verkleind. Om deze uitdaging het hoofd te bieden, ontwikkelden de onderzoekers een nieuwe lichtplaatmicroscoop met open bovenkant, voorzien van een axiaal geveegde verlichtingsarm.

Vergeleken met hun vorige microscoopontwerp met een vast lichtscherm, verviervoudigde het nieuwe systeem het gezichtsveld en verdubbelde het optische snijvermogen zonder de volumetrische beeldsnelheid in gevaar te brengen. De onderzoekers demonstreerden het nut ervan door een dicht gelabelde, geklaarde muizennier in beeld te brengen. Ze verzamelden ook andere datasets van klinische weefsels om verder aan te tonen dat het geoptimaliseerde systeem de beeldkwaliteit en het gezichtsveld kan leveren die nodig zijn voor 3D-pathologiestudies.

"We zijn van plan dit platform te gebruiken om grootschalige klinische onderzoeken uit te voeren die ons zullen helpen begrijpen waar 3D-pathologie de grootste klinische impact kan hebben", aldus Bishop.

Geleverd door Optica