Daten, het onderzoeken van weefselmonsters van patiënten betekende dat ze in dunne plakjes moesten worden gesneden voor histologische analyse. Dit kan veranderen, dankzij een nieuwe kleurmethode ontwikkeld door een interdisciplinair team van de Technische Universiteit van München (TUM). Hierdoor kunnen specialisten driedimensionale weefselmonsters onderzoeken met behulp van het nano-CT-systeem dat ook recentelijk bij TUM is ontwikkeld.

Het snijden van weefsel is een routineprocedure in ziekenhuizen, bijvoorbeeld, tumoren te onderzoeken. Het houdt in dat monsters van lichaamsweefsel in dunne plakjes worden gesneden, kleur ze vervolgens en onderzoek ze onder een microscoop. Medische professionals hebben gezocht naar technieken om het volledige driedimensionale weefselmonster te onderzoeken in plaats van alleen de individuele plakjes. Een mogelijkheid is computertomografie (CT)-scanning, een standaardmethode die wordt gebruikt in dagelijkse klinische workflows.

Zo ver, er waren twee grote hindernissen voor de realisatie van dit doel. Eerst, de resolutie van conventionele CT-scanners is te laag. De huidige micro- en nano-CT-systemen zijn zelden geschikt voor gebruik in de eerstelijnsgeneeskunde. Sommige bieden niet voldoende hoge resolutie, terwijl anderen vertrouwen op straling van grote deeltjesversnellers.

Tweede, zacht weefsel is notoir moeilijk te onderzoeken met CT-apparatuur. Monsters moeten worden gekleurd om ze zichtbaar te maken. Vlekken voor CT-scans zijn soms zeer giftig, en ze zijn ook extreem tijdrovend om toe te passen. Soms, ze modificeren het weefsel zodanig dat verdere analyse dan onmogelijk is.

Nutsvoorzieningen, echter, wetenschappers van TUM's Munich School of BioEngineering (MSB) hebben beide problemen opgelost. In november 2017, Prof. Franz Pfeiffer en zijn team hebben een nano-CT-systeem onthuld dat resoluties tot 100 nanometer levert en geschikt is voor gebruik in typische laboratoriumomgevingen. In het huidige nummer van het wetenschappelijke tijdschrift PNAS , het multidisciplinaire onderzoeksteam uit de natuurkunde, scheikunde en geneeskunde presenteert ook een kleuringsmethode voor histologisch onderzoek met nano-CT.

Met behulp van een muizennier, de wetenschappers hebben met succes 3D-beelden gegenereerd die overeenkomen met de informatiegranulariteit van weefselsecties. De kern van de kleuringsmethode is eosine, een standaardkleurstof die wordt gebruikt bij weefselbemonstering en die voorheen ongeschikt werd geacht voor CT.

"Onze aanpak omvatte het ontwikkelen van een speciale voorbehandeling, zodat we eosine toch kunnen gebruiken, ", zegt chemicus Dr. Madleen Busse. De kleuringsmethode is zo tijdbesparend dat het ook geschikt is voor dagelijkse klinische workflows. "Een ander belangrijk voordeel is dat er geen problemen zijn met gevestigde methoden om het weefselmonster na de scan te onderzoeken, ’, vult Busse aan.

In de volgende stap, de onderzoekers willen menselijke weefselmonsters onderzoeken. Echter, CT-histologie zal de conventionele methoden niet snel vervangen. Op dit moment, minstens, het team beschouwt de nieuwe procedure als aanvullend, bijvoorbeeld artsen extra inzicht geven in de driedimensionale verdeling van cellen en kernen. Franz Pfeiffer ziet hier ook nieuwe kansen voor medisch basisonderzoek. "Naast diagnostische toepassingen, het niet-destructieve 3D-onderzoek mogelijk gemaakt door nano-CT zou nieuwe inzichten kunnen opleveren in de microscopische oorsprong van wijdverbreide ziekten zoals kanker."