O nouă tehnică de microscopie dezvăluie impactul medicamentelor asupra celulelor vii
Cum reacționează celulele la medicamente? O nouă tehnică de microscopie ar putea oferi răspunsuri mai precise la această întrebare în viitor.
Cercetătorii de la Universitatea Bielefeld și Universitatea din Viena au dezvoltat o metodă în cadrul proiectului european CHEM-SCAN, care face vizibile cele mai mici structuri celulare, arătând în același timp cum se schimbă mediul molecular în care acestea se află. Rezultatele au fost publicate în revista științifică „Optica”.
Printre aspectele cheie se numără:
Noua metodă atinge o rezoluție spațială de 156 nanometri și poate captura procese rapide în celulele vii.
Combină microscopie de super-rezoluție cu măsurători ale timpului de viață al fluorescenței, oferind informații suplimentare despre celule.
Tehnica ar putea ajuta cercetătorii să investigheze efectele și efectele secundare ale medicamentelor în detaliu.
„Prin combinarea super-rezoluției cu măsurătorile timpului de viață al fluorescenței, putem nu doar să vedem unde se află anumite molecule într-o celulă. De asemenea, obținem informații despre mediul molecular în care acestea se află”, afirmă Dr. Henning Ortkraβ, unul dintre autorii studiului.
Metoda se bazează pe combinarea a două tehnici: microscopie cu iluminare structurată (SIM), care face vizibile structuri celulare ce sunt prea mici pentru a fi rezolvate de microscoapele optice convenționale, și microscopie cu imagistica timpului de viață al fluorescenței (FLIM), care măsoară cât timp emit lumina moleculele fluorescente. Această durată poate varia în funcție de mediul molecular, de exemplu, din cauza schimbărilor de pH.
Până acum, combinarea acestor informații cu microscopie de înaltă rezoluție a fost posibilă doar într-o măsură limitată. Noua tehnică FLIM-SIM combină acum o rezoluție spațială ridicată, rate de imagistică rapide și un câmp vizual mare. Cercetătorii au demonstrat aceste capabilități utilizând o linie celulară umană de cancer osos.
Metoda este aplicată în cadrul proiectului CHEM-SCAN, finanțat de Consiliul European pentru Inovare. Proiectul investighează, printre altele, modul în care agenții chimioterapeutici utilizați în tratamentele cancerului pot fi adaptați pentru a acționa cât mai eficient asupra tumorilor și metastazelor care apar din acestea. În scopul investigării eficacității, sunt utilizați coloranți fluorescenți specializați care, cu ajutorul măsurătorilor FLIM, oferă informații despre starea celulelor canceroase.
Cu cât cercetătorii pot observa mai bine ce declanșează medicamentele în interiorul celulelor individuale, cu atât mai precis pot investiga efectele și posibilele efecte nocive ale acestora. Astfel, noua tehnică de microscopie ar putea ajuta la îmbunătățirea înțelegerii modului în care acționează medicamentele la nivel celular și ar oferi o bază pentru noi abordări în cercetarea biomedicală.
Profesorul Dr. Thomas Huser subliniază semnificația cercetării: „Rezultatele noastre deschid o nouă dimensiune a contrastului pentru microscopie de super-rezoluție. Putem investiga structura fină a celulelor cu mare viteză, obținând în același timp informații despre mediul lor molecular. Aceasta oferă o bază importantă pentru aplicații viitoare în cercetarea celulelor vii și a medicamentelor.”
