Un microscopio robótico pone la patología al día

Una imagen de Cody Daniel cúpulas brielle

Cody Daniel '11 era un estudiante de secundaria que buscaba bromas intrincadas para hacerles a sus amigos cuando se topó con la historia de los piratas informáticos en el MIT. La cultura subversiva del MIT me pareció muy emocionante y me encantó el carácter de los estudiantes, dice. Ahora, habiendo estudiado ingeniería mecánica como uno de esos estudiantes, está subvirtiendo el statu quo de una manera mucho más seria: trayendo imágenes en 3D de gran volumen al campo de la patología, donde tiene el potencial de generar conocimientos científicos sin precedentes.

Fue a través de una conversación peculiar a altas horas de la noche en una fiesta Steer Roast en Senior House del MIT que Daniel conoció a Todd Huffman, con quien luego uniría fuerzas para iniciar 3Scan, una compañía de biotecnología que está cambiando la forma en que entendemos la biología humana. Él y yo nos pusimos a hablar sobre las tecnologías futuras, la neurociencia y la carga del cerebro, todos estos conceptos extraños y fuera de lugar, dice.

Cuando se conocieron, Huffman estaba trabajando en el laboratorio del difunto Bruce McCormick, científico informático y fundador del Brain Networks Lab en la Universidad Texas A&M. McCormick fue pionero en la tecnología de microscopio de barrido con filo de cuchillo (KESM), que captura imágenes de alta resolución de capas finas de tejido, lo que hace posible crear imágenes digitales en 3D de estructuras celulares. Los dos se dieron cuenta de que con la experiencia en ingeniería e instrumentación de Daniel, podían comercializar el prototipo de McCormick y usarlo para automatizar gran parte del arduo trabajo que los patólogos suelen hacer cuando examinan muestras de órganos, tejidos y fluidos para estudiar y diagnosticar enfermedades.

La patología generalmente implica cortar muestras de tejido a mano, colocar cada muestra entre dos piezas de vidrio y estudiarla bajo un microscopio. El método se ha mantenido prácticamente sin cambios durante más de 150 años. Un ser humano normalmente puede procesar alrededor de 12 cortes de muestra por hora.

Izquierda: tejido muscular humano; Derecha: intestino murino

3Scan acelera este proceso considerablemente. Su herramienta KESM utiliza un cuchillo de diamante automatizado para cortar muestras a 1000 cortes por hora mientras escanea simultáneamente una imagen de cada corte y luego superpone esos escaneos para crear un modelo de tejido 3D con resolución de escala micrométrica, como el de una tomografía computarizada.

La plataforma de 3Scan tiene el potencial de iluminar los mecanismos por los cuales los procesos biológicos se vuelven anormales, lo que podría mejorar los diagnósticos, dice Daniel. Solo hay una cantidad limitada de tejido que una persona puede ver en su vida, y si podemos construir algo que analice la patología en muchos datos demográficos diferentes, en muchos casos y enfermedades diferentes, podemos obtener mejores conocimientos, razona. También hay informes que muestran que los patólogos logran consenso sobre un caso el 80% de las veces. Esa es una tasa de éxito bastante alta, a menos que sea su diagnóstico, en cuyo caso da mucho miedo.

Una vez que las herramientas de 3Scan realizan las imágenes y el análisis inicial, los datos se envían de vuelta a los patólogos, quienes exploran y traducen los hallazgos. Nos gusta imaginar al patólogo como el director de una orquesta de robots que pueden salir y visualizar vastos campos de la biología, dice Daniel. El patólogo juega un papel crucial al ser la perspectiva humana informada, diferenciando lo que es patológico versus lo normal dentro de esa biología.

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