image: Diagrams comparing the compound eye of the mantis shrimp (left) with the bioinspired imager, which mimics the colored eye cells with layers of stacked photodiodes and filters. This material relates to a paper that appeared in the May 5, 2021, issue of <i>Science Translational Medicine</i>, published by AAAS. The paper, by S. Blair at University of Illinois at Urbana-Champaign in Urbana, IL; and colleagues was titled, "COVID-19-related anosmia is associated with viral persistence and inflammation in human olfactory epithelium and brain infection in hamsters." view more
Credit: [Credit: S. Blair <i>et al., Science Translational Medicine</i> (2021)]
Inspirándose en los potentes ojos de la gamba mantis, los científicos han diseñado un sistema de imágenes capaz de distinguir entre tejidos cancerosos y sanos durante la cirugía del cáncer. El sistema etiquetó con precisión los tumores en ratones y visualizó los ganglios linfáticos cerca de tumores en 18 pacientes sometidas a cirugía para el cáncer de mama. Con un desarrollo adicional, la cámara podría ayudar a los cirujanos a eliminar los tejidos tumorales marginales que pueden quedar después de una cirugía no guiada, con lo que se podría reducir el riesgo de recaída del cáncer. Es fundamental que los cirujanos extraigan la mayor cantidad de tejido tumoral posible durante la cirugía, pero entre el 25 % y el 40 % de los pacientes se siguen sometiendo a una cirugía tumoral incompleta para neoplasias malignas como el cáncer de cabeza y cuello. Las cámaras digitales pueden ayudar a resaltar el tejido canceroso cuando se combinan con moléculas fluorescentes, pero los sistemas de imágenes fluorescentes previos no se han adoptado ampliamente. Steven Blair y sus colegas combinaron tecnología y naturaleza en una plataforma fluorescente inspirada en la gamba mantis, un crustáceo marino de ojos muy complejos que ofrecen información de una densidad inigualable por ninguna cámara espectral fabricada por el ser humano. Para imitar el ojo de la gamba mantis, Blair et al. apilaron verticalmente capas de fotodetectores de silicio y filtros espectrales en una plataforma de sistema de un solo chip, capaz de detectar múltiples colores y luz infrarroja cercana a través de 6 canales. El sensor detectó con éxito dos moléculas fluorescentes en tumores humanos de próstata en ratones y distinguió el tejido canceroso del tejido sano en el 92 % de los casos. El equipo también usó su cámara en la sala de operaciones para visualizar a 18 pacientes con cáncer de mama y permitió a los cirujanos trazar con precisión los ganglios linfáticos cercanos a los tumores. Los investigadores señalan que la naturaleza compacta y el bajo peso de su sistema permiten su integración en el quirófano sin ralentizar el flujo de trabajo del cirujano.
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Journal
Science Translational Medicine