Microscopia multifótons em tecidos biológicos
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Autor(es)
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
Descrição
Tipo
Tese de doutorado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Ubirajara Agero Batista
Adriana Fontes
Roberto Luiz Moreira
Carlos Lenz Cesar
Adriana Fontes
Roberto Luiz Moreira
Carlos Lenz Cesar
Resumo
Atualmente não existe um método quantitativo para o diagnóstico de câncer de próstata. Para a realização do diagnóstico, os patologistas utilizam um padrão histológico de graduação que está relacionado à morfologia das glândulas (ácinos) presentes na biópsia e na organização do tecido conjuntivo no entorno da glândula, conhecido como padrão de Gleason. O método é subjetivo e depende muito da experiência e treinamento do patologista. Recentemente com o avanço no desenvolvimento de laser femtosegundos, as microscopias óptica não lineares, principalmente a microscopia por geração de segundo harmônico (SHG, do inglês second harmonic generation) se tornaram ferramentas importantes para aplicações em diagnósticos de doenças. Um desenvolvimento importante seria a utilização destas microscopias como uma ferramenta quantitativa para o diagnóstico de câncer. Neste trabalho apresentamos estudos de biópsias de próstata através de microscopias multifótons com o objetivo de obter um método quantitativo para diagnóstico de câncer. Mostramos resultados obtidos através de imagens SHG das fibras de colágeno e imagens de fluorescência em biópsias coletadas de pacientes tratados no Hospital das Clínicas da UFMG. As amostras foram extraídas de diferentes posições da próstata, com diagnósticos: normal, hiperplasia prostática benigna e várias graduações de malignidade de câncer. Apresentamos um método de análise de imagens baseado no cálculo da anisotropia das fibras de colágeno. As análises mostram diferenças no alinhamento das fibras de colágeno no entorno dos ácinos, que são alteradas com a agressividade do câncer. Medindo a anisotropia (grau de alinhamento) das fibras de colágeno obtemos que quanto maior o grau de malignidade do câncer de próstata maior a tendência das fibras de colágeno se alinharem em torno das glândulas. Estes resultados correlacionam diretamente com o escore de Gleason, que é o padrão utilizado pelos patologistas para diagnóstico.
Abstract
There is currently no quantitative method for the diagnosis of prostate cancer. In order to make the diagnosis, pathologists use a histological pattern of graduation that is related to the morphology of glands (acini) present in the biopsy and in the organization of the connective tissue around the gland that is known as the Gleason pattern. The method is subjective and depends heavily on the experience and training of the pathologist. With the recent advance in the development of femtosecond laser, non-linear optical microscopy, in special Second Harmonic Generation (SHG), has became a powerful tool in helping to diagnose diseases. One important development would be the use of the SHG microscopy as a quantitative tool for the diagnosis of cancer. In this work we present studies of prostate biopsies through multiphoton microscopies with the purpose of obtaining cancer diagnosis. We show results obtained through SHG images of collagen fibers and fluorescence images in biopsies collected from patients treated at Hospital das Clínicas da UFMG. The samples were drawn from different positions of the prostate, with diagnosis as follows: normal, benign prostatic hyperplasia and several malignancy of cancer. We present a method of image analysis based on the calculation of anisotropy of collagen fibers. The analysis show differences in the alignment of collagen fibers around the acini which are altered with the aggressiveness of cancer. Measuring the anisotropy (degree of alignment) of the collagen fibers we show that the higher the degree of malignancy of prostate cancer the greater the tendency of collagen fibers to become aligned around the glands. These results correlate directly with the Gleason score, which is the standard method used by pathologists for diagnosis.
Assunto
Microscopia, Imagens oticas, Fotons, Tecidos biológicos, Física
Palavras-chave
Microscopia óptica, microscopias multifótons, diagnóstico de câncer