Ramanowska analiza ilości glukozy w komórkach

Źródło: phys.org/Fanghao Hu

Naukowcy z Columbia University określili za pomocą stymulowanego rozpraszania Ramana ilość glukozy pobieraną przez pojedynczą komórkę. Metoda pozwala na rozróżnianie m. in. zdrowych komórek od komórek nowotworowych.

Glukoza jest źródłem energii dla prawie wszystkich form żyjących – od bakterii po człowieka. Ilość pobieranej przez komórki glukozy świadczy o jej aktualnych potrzebach energetycznych, zależność ta zaburzona jest np. przez otyłość lub cukrzycę. Aby zobrazować pobieranie glukozy przez komórki, stosuje się znakowaną Fluorem-18 glukozę FDG, którą lokalizuje się następnie za pomocą pozytronowej tomografii emisyjnej (PET). Ostatnie eksperymenty na myszach dowodzą, że również za pomocą rezonansu magnetycznego MRI można mierzyć ilość glukozy dostarczanej do komórek. Niestety opisane metody nie są wystarczającą dokładne, aby analizować ilość glukozy pobieraną przez pojedynczą komórkę.

Dla zobrazowania procesu pobierania glukozy na poziomie komórkowym opracowano analogi glukozy z przyłączonymi związkami fluorescencyjnymi (fluoroforami). Niestety związki fluorescencyjne są zbyt duże w stosunku do cząsteczki glukozy, w związku z czym ich rozkład we wnętrzu komórek odbiega od rzeczywistości. Sposobem na rozwiązanie tego problemu okazało się zastosowanie małych alkinowych znaczników przyłączonych do glukozy i obserwacja ich za pomocą stymulowanego rozpraszania Ramana. Taki znacznik alkinowy daje silny i charakterystyczny sygnał Ramana pozwalający na zobrazowanie położenia cząsteczki w komórce.

Za pomocą opisanej metody można rozróżniać komórki nowotworowe, które mają inną aktywność metaboliczną od zdrowych komórek, obrazować zróżnicowanie w pobieraniu glukozy przez neurony. Naukowcy z Columbia University twierdzą, że ich metoda może być komplementarną w stosunku do PET i MRI oraz dawać pełniejszy obraz np. skuteczności terapii.

(pj)