Badanie właściwości mechanicznych komórek

Badanie właściwości mechanicznych komórek

Naukowcy pracują nad systemem pomiarowym właściwości mechanicznych żywych komórek, który mógłby być używany do diagnozy chorób oraz umożliwił lepsze poznanie procesów biologicznych - informuje czasopismo Nature Nanotechnology.

Coraz większą wagę naukowcy przypisują roli mechaniki w biologii komórki. W związku z tym opracowywane są modele tłumaczące w jaki sposób komórki wchodzą w interakcje mechaniczne z otoczeniem; jak zmieniają swój kształt i poruszają się.

Profesor mechaniki Arvind Raman, wraz ze współpracownikami z Purdue University w USA i Uniwersytetu Oxford z Wielkej Brytanii użyli mikroskopu sił atomowych (AFM) do zbadania 3 różnych typów żywych komórek. Pokazali oni, że dzięki AFM można badać w jaki sposób komórki przyczepiają się do tkanek, czego poznanie jest bardzo istotne dla zwalczania wielu chorób i określenia procesów biologicznych. Ponadto dzięki temu można określić jak rozwijają się komórki rakowe podczas metastazy oraz jak zmieniają się właściwości mechaniczne komórek pod wpływem antybiotyków czy leków przeciwnowotworowych.

Mikroskop Sił Atomowych AFM bada próbkę za pomocą mikroskopijnej wibrującej igły, która porusza się nad badaną powierzchnią, rejestrując jej obraz na zasadzie badania oddziaływania igły z fragmentem powierzchni. Jego rozdzielczość sięga nanometrów, a więc pozwala badać obiekty z większą dokładnością niż mikroskop optyczny. Ponadto można go wykorzystać do badania właściwości mechanicznych powierzchni, sprawdzając czy powierzchnia w skali nanometrowej jest miękka, sztywna czy elastyczna.

Ramanowi wraz z zespołem naukowców udało się zwiększyć szybkość i dokładność obrazowania sił mechanicznych komórek za pomocą AFM. Dokonano tego poprzez ulepszenie obróbki sygnału pochodzącego z mikroskopu AFM – w rezultacie szybkość pomiaru wzrosła 5-krotnie. Naukowcy użyli mikroskopu AFM do zbadania właściwości mechanicznych trzech rodzajów komórek: bakterii, ludzkich czerwonych krwinek oraz fibroplastów szczura. Zamierzają prowadzić kolejne badania w tym kierunku.

(pj)