Fluoreszkáló szerveink
A mellékpajzsmirigyek természetesen fluoreszkálnak a spektrum közel infravörös tartományában. Ez megkönnyíti a pajzsmirigyműtéteket, mivel egyébként a rizsszemnyi kis szervek alig felismerhetők, és nemegyszer véletlenül ezeket is eltávolítják, ami súlyos következményekkel járhat.
A fluoreszcenciát biomérnökök és endokrin sebészek egy csapata fedezte fel a Vanderbilt Egyetemen, s ugyanők egy egyszerű optikai eszközt dolgoztak ki a fluoreszcencia észlelésére műtét alatt. Eredményeikről a Journal of Biomedical Optics júniusi számában számoltak be.
A mellékpajzsmirigyek sérülése súlyos, élethossziglani hatást gyakorol a személy egészségére, mivel ezek termelik a parathormont, amely szabályozza a kálcium koncentrációját a csontokban, a bélben és a vesében. Szabad szemmel azonban a szervecskéket nagyon nehéz felismerni, egyrészt mert nagyon kicsik, másrészt mert elhelyezkedésük személyenként nagyon változó. A mellékpajzsmirigy, a pajzsmirigy és a körülötte levő nyirokszövet biztonságos elkülönítése csak mikroszkóppal lehetséges, s még így sem könnyű.
2004-ben több mint 80 ezer endokrin műtétet végeztek az Egyesült Államokban, és ez a szám 2020-ra várhatólag meghaladja a 100 ezret. A pajzsmirigyeltávolító műtétek során az esetek 8–19 százalékában véletlenül a mellékpajzsmirigyet is megsértik vagy kiveszik.
„Felfedeztük, hogy a mellékpajzsmirigyek kétszer-tízszer erősebben fluoreszkálnak az infravörös közeli hullámhosszon, mint bármilyen más nyaki szövet” – mondja Anita Mahadevan-Jansen professzor, a vizsgálat vezetője. „Mostanra már több mint 50 betegen végeztünk méréseket, és az esetek 100 százalékában megtaláltuk ezt a hatást, még akkor is, ha a szövet beteg volt. Ez egészen különleges – biológiai vizsgálatokban 100 százalékos eredmény szinte soha nem fordul elő.”
A fluoreszcencia olyan erős, hogy detektálása nem igényel kifinomult műszereket. A Vanderbilt kutatói házilag készítettek a műhelyükben található anyagok felhasználásával egy egyszerű detektort, amelynek a lelke egy optikai szálhoz kapcsolt kis teljesítményű infravörös lézer. Amikor a lézerrel megvilágítják a szövetet, más optikai rostok továbbítják a mellékpajzsmirigy által kibocsátott fényt egy detektorhoz, amely méri a fluoreszcencia erősségét. Az egyetem a készülék elvét szabadalmaztatni kívánja.
A felfedezés története 2007-ben kezdődött, amikor Lisa White, aki elsőéves rezidens volt akkor a Vanderbilt sebészeti osztályán, élete első nyaki műtétjén vett részt, és csodálkozva tapasztalta, hogy milyen nehéz fellelni a mellékpajzsmirigyeket. Úgy érezte, kell, hogy legyen valamilyen egyszerűbb módszer, és nekiállt tanulmányozni a mellékpajzsmirigy élettanát és biokémiáját. Ennek kapcsán talált rá egy közleményre, amelyet Mahadevan-Jansen írt, és amely egy olyan optikai technikát ismertetetett, amellyel detektálható a májrák. Lisa White azt gondolta, hogy hasonló módszerrel nyilván az egyes szövetek is elkülöníthetők egymástól, és felkereste Mahadevan-Jansent – ebből aztán tartós együttműködés született.
Egy endokrin sebész, John Phay bevonásával, minden anyagi támogatás nélkül, állati szöveteken számos optikai módszert kipróbáltak, de hiába. Végül megpróbálkoztak a Raman spektroszkópiával, amely a szerves molekulákat a visszavert fény alapján különbözteti meg. Ekkor észlelték először az erős fluoreszcenciát, amely szokatlan volt, mivel a biológiai anyagok általában a látható vagy az ultraibolya tartományban fluoreszkálnak. Kezdetben technikai hibára gyanakodtak, de kiderült, hogy nem tévedtek – a jelenség valós volt. Később rájöttek, hogy nincs is szükség Raman spektroszkópra, elegendő az az egyszerű műszer, amelyet később maguk készíttettek.
A fluoreszcencia forrása továbbra is rejtély, azonban ez nem akadálya annak, hogy a módszert felhasználják a nyaki sebészetben a mellékpajzsmirigyek azonosítására, amivel igen sok beteg javát fogják szolgálni.
