_ Tehnologia de bioinginerie ține evidența celulelor vii și țesuturi

Celulele din organismele complexe suferă modificări frecvente, iar cercetătorii s-au străduit să monitorizeze aceste modificări și să creeze un profil cuprinzător pentru celulele și țesuturile vii. Din punct de vedere istoric, cercetătorii au fost limitati la doar 3-5 markeri din cauza suprapunerilor spectrale în microscopia cu fluorescență, un instrument esențial necesar pentru imagistica celulelor. Cu doar această mică mână de markeri, este dificil de monitorizat expresiile proteinelor celulelor vii și nu poate fi creat un profil cuprinzător al dinamicii celulare. Un nou studiu în Nature Biotechnology abordează aceste limitări demonstrând o nouă metodă de profilare cuprinzătoare a celulelor vii.

Jina Ko, profesor asistent în Bioinginerie la Școala de Inginerie și Științe Aplicate și în Patologie și Medicină de Laborator în Perelman School of Medicine, a servit ca autor principal al acestui nou studiu. Ko a efectuat cercetări postdoctorale la Massachusetts General Hospital (MGH) și la Institutul Wyss de la Universitatea Harvard, iar munca pentru acest studiu a fost realizată în colaborare cu Jonathan Carlson M.D., Ph.D. și Ralph Weissleder M.D., Ph.D. de MGH. Laboratorul lui Ko de la Penn dezvoltă tehnologii noi folosind bioinginerie, biologie moleculară și chimie pentru a aborda provocările de diagnosticare pentru medicina de precizie.

Pentru a aborda aceste limitări în microscopie, echipa lui Ko a dezvoltat un nou instrument de chimie care a fost extrem de blând pentru celule. . Această metodă de „schimb de fluorofor accelerat prin scission (sau SAFE)” utilizează chimia „clic”, un tip de chimie care urmează exemplele găsite în natură pentru a crea reacții rapide și simple. Această nouă metodă SAFE ia permis lui Ko să atingă condiții netoxice pentru celulele și țesuturile vii, în timp ce metodele anterioare au folosit substanțe chimice dure care ar elimina fluoroforii și, în consecință, nu ar funcționa cu celulele și țesuturile vii.

Cu Dezvoltarea SAFE, autorii au demonstrat că cercetătorii pot efectua acum în mod eficient mai multe cicluri de profilare celulară și pot monitoriza modificările celulare pe parcursul observațiilor lor. În loc de limitarea anterioară de 3-5 markeri în total, SAFE permite mai multe cicluri și poate ține evidența aproape atât de mulți markeri pe cât dorește cercetătorul. Acum se pot colora celulele și se pot stinge/elibera fluorofori și se pot repeta ciclul de mai multe ori pentru multiplexarea celulelor vii. Fiecare ciclu poate profila 3 markeri, astfel încât cineva interesat de profilarea a 15 markeri ar putea efectua cu ușurință 5 cicluri pentru a obține acest profil de celule mult mai cuprinzător. Cu această descoperire în imagistica mai detaliată a celulelor, SAFE demonstrează o aplicabilitate largă pentru a le permite cercetătorilor să investigheze mai bine dinamica fiziologică în sistemele vii.

„Imagini de imunofluorescență multiplexată spațiotemporală a celulelor și țesuturilor vii cu ciclul bioortogonal al sondelor fluorescente. " este publicat în Nature Biotechnology.

(Fluierul)