Nouă metodă de microscopie dezvăluie structuri celulare minuscule și mediul lor molecular
Cercetătorii de la Universitatea Bielefeld și Universitatea din Viena au dezvoltat o tehnică de microscopie care face vizibile cele mai mici structuri celulare și, totodată, arată modul în care se modifică mediul lor molecular. Rezultatele, publicate în revista Optica, fac parte din proiectul european CHEM-SCAN.
Noua abordare, denumită FLIM-SIM, combină două tehnici existente. Microscopia cu iluminare structurată (SIM) permite vizualizarea structurilor celulare prea mici pentru a fi rezolvate de microscoapele optice convenționale. Microscopia prin imagistică a duratei de viață a fluorescenței (FLIM) măsoară cât timp emit lumină moleculele fluorescente, interval care se poate modifica în funcție de mediul molecular, de exemplu din cauza variațiilor de pH.
Până în prezent, combinarea acestor informații cu microscopia de înaltă rezoluție era posibilă doar într-o măsură limitată. Tehnica FLIM-SIM reunește însă rezoluție spațială ridicată, viteze rapide de imagistică și un câmp vizual larg. Cercetătorii au demonstrat aceste capacități folosind o linie celulară de cancer osos uman.
„Combinând super-rezoluția cu măsurătorile duratei de viață a fluorescenței, putem nu doar să vedem unde anume se află anumite molecule în interiorul unei celule. Obținem și informații despre mediul molecular în care se află acestea”, explică dr. Henning Ortkraß, unul dintre autorii studiului și membru al grupului de cercetare condus de profesorul Thomas Huser, coordonatorul proiectului CHEM-SCAN.
Proiectul investighează modul în care agenții chimioterapeutici utilizați în tratamentul cancerului pot fi adaptați pentru a acționa cât mai eficient atât asupra tumorilor, cât și asupra metastazelor care apar din acestea. Pentru a evalua eficacitatea, cercetătorii folosesc coloranți fluorescenti 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 pot investiga mai precis efectele lor și eventualele efecte nocive. Noua tehnică de microscopie ar putea astfel contribui la o mai bună înțelegere a modului în care acționează medicamentele la nivel celular și la deschiderea unor noi direcții în cercetarea biomedicală.
„Rezultatele noastre deschid o nouă dimensiune de contrast pentru microscopia de super-rezoluție. Putem investiga structura fină a celulelor la viteză mare, obținând simultan informații despre mediul lor molecular. Aceasta oferă o bază importantă pentru aplicații viitoare în cercetarea celulelor vii și în cercetarea medicamentelor”, afirmă Huser.
