_ Tehnica avansată de microscopie oferă un nou aspect în interiorul celulelor

Imaginați-vă că vă acordați un meci de fotbal, dar toți jucătorii sunt invizibili, cu excepția celor doi fundași. Fără a putea vedea mișcările orchestrate ale echipelor complete, acesta ar fi un joc foarte confuz de urmărit.

Cercetătorii se confruntă cu o dilemă similară atunci când imaginează celulele la microscop. Într-o singură celulă trăiește un ecosistem complex de milioane de molecule care interacționează între ele. Vizualizarea organelelor, proteinelor și a altor componente subcelulare minuscule necesită microscopie de super-rezoluție. Cu toate acestea, acest proces le permite în prezent cercetătorilor să vizualizeze doar o mână de ținte diferite simultan.

O nouă tehnică de microscopie dezvoltată de oamenii de știință de la Yale oferă o modalitate fără precedent de a vedea funcționarea interioară a celulelor individuale. Noua tehnică, denumită FLASH-PAINT, permite cercetătorilor să vizualizeze un număr potențial nelimitat de molecule diferite.

În centrul procesului se află o nouă aplicație a sondelor de imagistică sau a reactivilor, care sunt compuși care sunt aplicat specimenelor biologice pentru a spori capacitatea oamenilor de știință de a detecta detalii minuscule. Echipa și-a publicat descoperirile în Cell.

„Dacă sunteți în stare să vă uitați doar la una sau două proteine, pierdeți imaginea de ansamblu”, spune Joerg Bewersdorf, Ph.D., Harvey și Kate Cushing profesor de biologie celulară și cercetător principal al lucrării. „Acum putem imagina câte proteine ​​și alte caracteristici ne dorim, într-un mod foarte elegant și rapid.”

Noua sondă de imagistică se leagă tranzitoriu la un număr nelimitat de molecule

A metoda actuală pentru vizualizarea proceselor celulare interioare implică utilizarea unui anticorp în combinație cu sonde imagistice constând dintr-o singură catenă de ADN și un colorant fluorescent. Anticorpul ghidează sonda către ținta sa, unde catena de ADN se leagă de o catenă de ADN complementară „ancoată” pe anticorp.

O limitare a acestei tehnici este că fiecare țintă necesită propria sa sondă de imagistică. De exemplu, dacă o echipă a vrut să se uite la 10 ținte diferite, ar trebui să aplice 10 sonde. „Dar dacă viziunea noastră ar fi să imaginăm fiecare proteină dintr-o celulă, există aproximativ 20.000 de proteine ​​diferite”, spune Florian Schüder, Ph.D., cercetător asociat în biologie celulară și primul autor al lucrării. Imaginirea acestor celule, spune el, nu a fost fezabilă cu tehnologiile existente.

Pentru a depăși acest obstacol, echipa Yale a introdus un adaptor care merge între sonda de imagistică și țintă. Acest adaptor este foarte flexibil în design și poate conecta orice tip de sondă la orice tip de țintă. Cheia succesului noii tehnici este că adaptorul se leagă de țintă doar foarte scurt. „Este foarte important ca acesta să poată trece cu ușurință de la o țintă la alta”, spune Bewersdorf.

Legarea tranzitorie a noii sonde și capacitatea de a se conecta cu numeroase ținte face ca FLASH-PAINT să fie de 100 de ori mai rapid și face acest lucru la o fracțiune din costul tehnicilor actuale de microscopie cu super-rezoluție. „Acest lucru va accelera procesul de descoperire științifică”, spune Bewersdorf. „În loc să facem o sută de experimente privind interacțiunile individuale ale uneia sau două proteine, acum putem face un singur experiment în care putem vedea toate interacțiunile posibile.”

Echipa speră că FLASH-PAINT va permite cercetătorilor pentru a vizualiza procese subcelulare complexe inaccesibile anterior, care la rândul lor pot ajuta clinicienii să învețe cum să trateze mai bine o serie de boli, inclusiv cancerele. „Există mulți jucători implicați în lupta împotriva bolilor și poți avea o înțelegere deplină doar dacă îi privești pe toți”, spune Bewersdorf.

În cercetări ulterioare, echipa Yale explorează FLASH-PAINT aplicarea în imagistica tisulară și potențialul său ca instrument de diagnostic.

(Fluierul)