Et nyt forskningsprojekt skal udvikle en langt hurtigere og mere præcis diagnosticeringsmetode til at kontrollere, hvorvidt det under en operation er lykkedes at fjerne en kræftsvulst.
Projektet hedder CellTom (Molecular Cell Tomography), og skal forbedre forholdene omkring fjernelse af svulster markant.
De nuværende metoder svinger i forhold til kvalitet og tidsperspektiv. Ved frysemikroskopi kan man ganske vist se resultaterne efter blot 30-40 minutter, men de cellulære detaljer er begrænsede.
Mikroskopi-metoder, som benytter lys (f.eks. laser-lys) til billeddannelse, har en begrænset opløsning, som skyldes lyset bølgenatur, som giver såkaldte diffraktionseffekter. Man kan bruge den såkaldte ’Abbe diffraction limit’ til at vurdere, hvor små strukturer man kan opløse. Den siger, at opløsningen er givet ved: 0,5 x bølgelængden / N.A., hvor N.A. er det såkaldte numeriske apertur, som afhænger af det specifikke mikroskop (bl.a. hvilken type linse), men som cirka er lig med 1. En tommelfingerregel er derfor, at med optisk mikroskopteknik kan man i bedste fald opnå en opløsning, som er cirka halvdelen af bølgelængden. Synligt lys har bølgelængder mellem cirka 400 nm og 700 nm. Den korteste bølgelængde i synligt lys er derfor cirka 400 nm, så den bedst mulige opløsning bliver 200 nm. Kilde: Mads Clausen InstituttetKort om mikroskopi
Bruger man derimod en lysmikroskopisk teknik, må man vente mellem 48-72 timer, og her følger der også en begrænset opløsningsevne, hvilket betyder, at dele af den fjernede svulst kan være overset, da der er en grænse for, hvor små størrelser, man kan se.
Lyset begrænser hvor små strukturer man kan se
Projektet bruger en kombination af et dansk ion-mikroskop og en tysk-udviklet avanceret laserteknik. Teknikken er baseret på optisk mikroskopi, og er i stand til at undersøge vævsprøver hurtigt og identificere forskellige typer molekyler.
Men, man kan ikke se strukturer, som er mindre end 200 nanometer med den sædvanlige mikroskopimetoder. Det skyldes ifølge Jakob Kjelstrup-Hansen, lektor på Mads Clausen Instituttet ved Syddansk Universitet, lysets begrænsninger:
»Når man bruger lys til at lave mikroskopi (f.eks. laser-lys), kan man ikke se strukturer, som er ret meget mindre end bølgelængden af det lys, som man bruger.«
Vil bruge det bedste fra to verdener
Ion-mikroskopets formål er at kunne se størrelser mindre end en nanometer, og det kan dermed give billeder med en langt højere opløsning, som kan hjælpe med at forstå de optiske målinger.
Med ion-mikroskopet, som står på Syddansk Universitet i Sønderborg og er den eneste af sin slags i Danmark, kan man dermed måle så små størrelser, at det ikke bare kan stille skarpt på de enkelte celler, men ligeledes på enkelte komponenter inde i cellerne.
»Den væsentligste pointe er, at laser-teknikken ’kun’ kan se strukturer ned til nogle hundrede nanometer i størrelse, hvorimod ion-mikroskopet kan se strukturer, som er hundrede gange mindre,« forklarer Jakob Kjelstrup-Hansen.
Formålet er altså at kombinere det relativt langsomme, men præcise og detaljerede ion-mikroskop med den hurtige og knap så detaljerede laser-teknik.
Kan bruges under operationen
Projektet har dog endnu lange udsigter. Foreløbigt er der sat tre år af til at bevise, at det rent faktisk kan lade sig gøre, og at det er en god idé.
Ifølge Jakob Kjelstrup-Hansen er målet i sidste ende, at der skal udvikles et apparat, som baserer sig på den hurtige optiske teknik og som kan komme med på operationsstuen:
»Man ønsker at sikre sig, at man har fjernet al den væv, som er ramt af svulsten. Sådan en undersøgelse kan tage lang tid. Derfor sigter projektet imod, at processen kan speedes op, så man allerede i operationsrummet kan undersøge, om man har fjernet alt,« siger han.
CellTom er et forskningssamarbejde mellem NanoSyd på Syddansk Universitet, Institut für Biomedizinische Optik, Universität zu Lübeck, Odense Universitetshospital og Universitätsklinikum Schleswig-Holstein. Foreløbigt er der en tidsramme på tre år.
