La tomografía de fluorescencia es una técnica de imagen que se utiliza principalmente en el diagnóstico in vivo. Se basa en el uso de fluorescentes. tintes que sirven como biomarcadores. La técnica ahora se usa principalmente en investigaciones o estudios prenatales.
¿Qué es la tomografía de fluorescencia?
La tomografía de fluorescencia detecta y cuantifica el tridimensional de biomarcadores fluorescentes en tejidos biológicos. La figura muestra la inyección de biomarcador. La tomografía de fluorescencia detecta y cuantifica el tridimensional de biomarcadores fluorescentes en tejidos biológicos. Los denominados fluoróforos, es decir, las sustancias fluorescentes, primero absorben radiación electromagnética en el rango del infrarrojo cercano. Luego, vuelven a emitir radiación en un estado de energía ligeramente inferior. Este comportamiento de las biomoléculas se llama fluorescencia. La absorción y la emisión tiene lugar en el rango de longitud de onda entre 700 y 900 nm del espectro electromagnético. Las polimetinas se utilizan habitualmente como fluoróforos. Estos son tintes que tienen pares de electrones conjugados en la molécula y, por lo tanto, pueden aceptar fotones para excitar los electrones. Luego, esta energía se libera nuevamente con la emisión de luz y la formación de calor. A medida que el tinte fluorescente brilla, es en el cuerpo se puede visualizar. Los fluoróforos, como los agentes de contraste, se utilizan en otros procedimientos de diagnóstico por imágenes. Se pueden aplicar por vía intravenosa u oral, según el área de aplicación. La tomografía de fluorescencia también es adecuada para su uso en imágenes moleculares.
Función, efecto y objetivos
La aplicación de la tomografía de fluorescencia generalmente se realiza en el rango del infrarrojo cercano, porque la luz infrarroja de onda corta puede atravesar fácilmente el tejido corporal. Solo agua y hemoglobina son capaces de absorber radiación en este rango de longitud de onda. En un tejido típico, hemoglobina es responsable de aproximadamente el 34 al 64 por ciento de la absorción. Por tanto, es el factor determinante de este procedimiento. Hay una ventana espectral en el rango de 700 a 900 nanómetros. La radiación de los fluorescentes tintes también se encuentra en este rango de longitud de onda. Por lo tanto, la luz infrarroja de onda corta puede penetrar bien el tejido biológico. Residual absorción y la dispersión de la radiación son factores limitantes del método, por lo que su aplicación está restringida a pequeños volúmenes de tejido. Los fluoróforos que se utilizan hoy en día son principalmente tintes fluorescentes del grupo de las polimetinas. Sin embargo, dado que estos tintes se destruyen lentamente tras la exposición, su aplicación es considerablemente limitada. Como alternativa, se pueden utilizar puntos cuánticos hechos de materiales semiconductores. Estos son nanocuerpos, pero pueden contener selenio, arsénico y cadmio, por lo que en principio debe descartarse su uso en humanos. Proteínas, los oligonucleidos o péptidos actúan como ligandos para la conjugación con los colorantes fluorescentes. En casos excepcionales, también se utilizan tintes fluorescentes no conjugados. Por ejemplo, el tinte fluorescente "verde de indocianina" se ha utilizado en humanos como agente de contraste in angiografía desde 1959. Los biomarcadores fluorescentes conjugados no están actualmente aprobados en humanos. Por lo tanto, para la investigación de aplicaciones para tomografía de fluorescencia, en la actualidad solo se realizan experimentos con animales. En estos experimentos, el biomarcador de fluorescencia se aplica por vía intravenosa y luego se examina la distribución del tinte y su acumulación en el tejido bajo investigación de una manera resuelta en el tiempo. La superficie corporal del animal se escanea con un láser NIR. Durante este proceso, una cámara registra la radiación emitida por el biomarcador fluorescente y ensambla las imágenes en una película en 3D. Esto permite rastrear la ruta del biomarcador. Al mismo tiempo, el volumen del tejido marcado también se puede registrar, lo que permite estimar si puede ser tejido tumoral. En la actualidad, la tomografía de fluorescencia se utiliza de diversas formas en los estudios preclínicos. Sin embargo, también se está trabajando intensamente sobre posibles aplicaciones en el diagnóstico humano. En este contexto, la investigación para su aplicación en células cancerosas diagnósticos, especialmente para cáncer de mama, juega un papel destacado. Por ejemplo, fluorescencia mamografía se cree que tiene el potencial de ser un método de detección rápido y rentable para cáncer de mama. Ya en 2000, Schering AG presentó un verde de indocianina modificado como un agente de contraste para este procedimiento Sin embargo, aún no hay una aprobación disponible. Una aplicación para el control de linfa también se está discutiendo el flujo. Otro campo de aplicación potencial sería el uso del procedimiento de evaluación de riesgos en células cancerosas pacientes. La tomografía de fluorescencia también tiene un gran potencial para la detección temprana de enfermedades reumatoides. artritis.
Riesgos, efectos secundarios y peligros
La tomografía de fluorescencia tiene varias ventajas sobre algunas otras técnicas de imagen. Es una técnica muy sensible en la que incluso cantidades mínimas de fluoróforo son suficientes para obtener imágenes. Por tanto, su sensibilidad es comparable a la PET de medicina nuclear (Tomografía de emisión de positrones) y SPECT (emisión de fotón único tomografía computarizada). En este sentido, es incluso superior a la resonancia magnética (imagen de resonancia magnética). Además, la tomografía de fluorescencia es un procedimiento muy económico. Esto se aplica a la inversión en equipo y al funcionamiento del equipo, así como a la realización del examen. Además, no hay exposición a la radiación. Sin embargo, una desventaja es que la resolución espacial disminuye drásticamente al aumentar la profundidad del cuerpo debido a las altas pérdidas por dispersión. Por lo tanto, solo se pueden examinar pequeñas superficies de tejido. En los humanos, el órganos internos actualmente no se puede obtener una buena imagen. Sin embargo, hay intentos de limitar los efectos de dispersión mediante el desarrollo de métodos selectivos en tiempo de ejecución. En este proceso, los fotones fuertemente dispersos se separan de los fotones solo ligeramente dispersos. Este proceso aún no está completamente desarrollado. También existe la necesidad de seguir investigando en el desarrollo de un biomarcador de fluorescencia adecuado. Los biomarcadores de fluorescencia actuales no están aprobados para su uso en humanos. Los tintes utilizados actualmente se degradan por exposición a la luz, lo que constituye una desventaja considerable para su uso. Las posibles alternativas son los denominados puntos cuánticos hechos de materiales semiconductores. Sin embargo, debido a su contenido en sustancias tóxicas, como cadmio or arsénico, no son adecuados para el uso de diagnósticos in vivo en humanos.
