เทคนิคใหม่ในการระบุสถานะทางกายภาพของเนื้อเยื่อและเนื้องอกอย่างรวดเร็ว
นักวิทยาศาสตร์ของ MIT ได้พัฒนาเทคนิคใหม่ที่กำหนดว่าเนื้อเยื่อที่กำลังพัฒนานั้นมีลักษณะเหมือนของแข็ง ของเหลว หรือก๊าซมากกว่า กล่าวอีกนัยหนึ่ง วิธีจัดเรียงเซลล์ของเนื้อเยื่อเป็นลายนิ้วมือสำหรับระยะของเนื้อเยื่อ นักวิทยาศาสตร์ขนานนามวิธีนี้ว่าเป็น ‘การกำหนดค่าลายนิ้วมือ’ สามารถช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ติดตามการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพในตัวอ่อนในระหว่างการพัฒนาได้ ยิ่งไปกว่านั้น สามารถใช้เพื่อระบุสถานะทางกายภาพของเนื้องอกในมะเร็งได้ นักวิทยาศาสตร์ตั้งข้อสังเกตว่า “วันหนึ่งแพทย์สามารถจับคู่ภาพของเซลล์เนื้องอกกับลายนิ้วมือของเซลล์เพื่อระบุระยะของเนื้องอกได้อย่างรวดเร็ว และในที่สุดความก้าวหน้าของมะเร็ง” Ming Guo รองศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมเครื่องกลของ MIT กล่าวว่า “วิธีการของเราจะช่วยให้สามารถวินิจฉัยโรคมะเร็งได้ง่ายมาก เพียงแค่ตรวจสอบตำแหน่งของเซลล์ในการตรวจชิ้นเนื้อ เราหวังว่าเพียงแค่ดูที่เซลล์ แพทย์สามารถบอกได้โดยตรงว่าเนื้องอกแข็งมากหรือไม่ หมายความว่ายังไม่สามารถแพร่กระจายได้ หรือมีลักษณะเหมือนของเหลวมากกว่า และผู้ป่วยตกอยู่ในอันตราย” “ปัญหาที่แท้จริงไม่เคยได้รับคำสั่งอย่างสมบูรณ์ พวกเขาส่วนใหญ่ไม่เป็นระเบียบ แต่ก็ยังมีความแตกต่างกันเล็กน้อยในเรื่องของความไม่เป็นระเบียบ” นักวิทยาศาสตร์เริ่มต้นด้วยภาพประเภทต่างๆ โดยใช้ซอฟต์แวร์นี้ พวกเขาทำแผนที่การเชื่อมต่อรูปสามเหลี่ยมระหว่างเซลล์ของเนื้อเยื่อ ต่างจากสามเหลี่ยมด้านเท่าในของแข็งสมบูรณ์ แผนที่สร้างสามเหลี่ยมที่มีรูปร่างและขนาดต่างๆ กัน ซึ่งบ่งชี้เซลล์ที่มีช่วงของลำดับเชิงพื้นที่ พวกเขาวัดสองพารามิเตอร์ที่สำคัญสำหรับแต่ละรูปสามเหลี่ยม พารามิเตอร์เหล่านั้นรวมถึงลำดับปริมาตร ช่องว่างภายในสามเหลี่ยม ลำดับเฉือน หรือรูปร่างของสามเหลี่ยมอยู่ไกลจากด้านเท่ากันหมดเท่าใด พารามิเตอร์แรกระบุความผันผวนของความหนาแน่นของวัสดุ ในขณะที่พารามิเตอร์ที่สองแสดงให้เห็นว่าวัสดุมีแนวโน้มที่จะเปลี่ยนรูปอย่างไร พวกเขาพบว่าพารามิเตอร์ทั้งสองนี้เพียงพอที่จะระบุลักษณะว่าเนื้อเยื่อมีลักษณะเป็นของแข็งของเหลวหรือก๊าซมากขึ้นหรือไม่ เทคนิคการพิมพ์ลายนิ้วมือแบบใหม่นี้ได้รับการทดสอบในสถานการณ์ต่างๆ อย่างแรกคือการจำลองซึ่งแสดงให้เห็นการผสมกันของโมเลกุลสองประเภท ซึ่งค่อยๆ เพิ่มขึ้น สำหรับทุกความเข้มข้น พวกเขาจับคู่โมเลกุลเป็นรูปสามเหลี่ยม จากนั้น ณ จุดนั้น ประมาณค่าพารามิเตอร์สองตัวของสามเหลี่ยมทุกตัว การประมาณค่าเหล่านี้กำหนดเฟสของโมเลกุลและมีตัวเลือกในการทำซ้ำความก้าวหน้าระหว่างแก๊ส ของเหลว และของแข็งที่คาดการณ์ไว้ Guo กล่าวว่า “ผู้คนรู้ว่าจะเกิดอะไรขึ้นในระบบที่เรียบง่ายนี้ และนี่คือสิ่งที่เราเห็นอย่างแน่นอน สิ่งนี้แสดงให้เห็นถึงความสามารถของวิธีการของเรา” นักวิทยาศาสตร์จึงใช้วิธีการนี้ในระบบที่มีเซลล์ พวกเขาเห็นวิดีโอที่ถ่ายโดยนักวิจัยคนอื่น ๆ ของปีกแมลงปอที่กำลังเติบโต ด้วยวิธีนี้ พวกเขาสามารถระบุภูมิภาคในปีกที่กำลังพัฒนาซึ่งเปลี่ยนจากสถานะของแข็งเป็นสถานะของเหลวมากขึ้น Guo กล่าวว่า “ในฐานะของเหลว สิ่งนี้อาจช่วยให้เติบโตได้ สิ่งที่เกิดขึ้นนั้นยังอยู่ระหว่างการสอบสวน” นักวิทยาศาสตร์ยังได้เติบโตเนื้องอกขนาดเล็กจากเซลล์เนื้อเยื่อเต้านมของมนุษย์ และเฝ้าดูขณะที่เนื้องอกเติบโตเป็นเอ็นเหมือนอวัยวะ ซึ่งเป็นสัญญาณของการแพร่กระจายในระยะแรก เมื่อพวกเขาจับคู่โครงสร้างของเซลล์ในเนื้องอก พวกเขาพบว่าเนื้องอกที่ไม่รุกรานนั้นคล้ายกับบางสิ่งระหว่างของแข็งกับของเหลว และเนื้องอกที่แพร่กระจายนั้นมีลักษณะเหมือนก๊าซมากกว่า ในขณะเดียวกัน เส้นเอ็นก็แสดงให้เห็นสภาพที่ไม่เป็นระเบียบมากยิ่งขึ้น Guo กล่าวว่า “เนื้องอกที่ลุกลามเป็นเหมือนไอระเหย และพวกเขาต้องการกระจายออกไปทุกที่ ของเหลวแทบจะไม่สามารถบีบอัดได้ แต่ก๊าซนั้นอัดได้ — พวกมันสามารถบวมและหดตัวได้ง่าย และนั่นคือสิ่งที่เราเห็นที่นี่” ขณะนี้นักวิทยาศาสตร์กำลังทำงานกับตัวอย่างชิ้นเนื้อมะเร็งของมนุษย์ การถ่ายภาพ และการวิเคราะห์เพื่อปรับแต่งลายนิ้วมือของเซลล์ Guo กล่าวว่า “ในที่สุด การทำแผนที่ระยะของเนื้อเยื่ออาจเป็นวิธีที่รวดเร็วและไม่รุกรานในการวินิจฉัยมะเร็งหลายชนิด” ผลการวิจัยของพวกเขาได้รับการรายงานในสัปดาห์นี้ใน รายงานการประชุมของ National Academy of Sciences
