Een team onderzoekers van de Universiteit van Californië, Berkeley, heeft een nieuwe manier ontwikkeld om de thermische kenmerken van afzonderlijke cellen te meten. Dit zou een nieuwe manier kunnen bieden om de gezondheid en functie van cellen te bestuderen, en zou kunnen leiden tot nieuwe behandelingen voor ziekten zoals kanker.

De methode van het team, gepubliceerd in het tijdschrift Nature Nanotechnology, maakt gebruik van een kleine temperatuursensor die op het oppervlak van een cel wordt geplaatst. De sensor kan de kleinste temperatuurveranderingen detecteren die optreden wanneer een cel levend of dood is.

"We kunnen de thermische signatuur van een enkele cel meten, wat een unieke vingerafdruk is die kan worden gebruikt om verschillende soorten cellen te identificeren en hun gezondheid te monitoren", zegt hoofdauteur van het onderzoek Dr. Nitin Agarwal.

De methode van het team zou kunnen worden gebruikt om de progressie van ziekten zoals kanker te bestuderen en om nieuwe behandelingen te ontwikkelen die zich op specifieke cellen richten. Het zou ook kunnen worden gebruikt om nieuwe manieren te ontwikkelen om ziekten te diagnosticeren, bijvoorbeeld door een eenvoudige bloedtest te gebruiken om de thermische kenmerken van kankercellen te detecteren.

"Dit is een veelbelovende nieuwe technologie die een grote impact zou kunnen hebben op ons begrip van celbiologie en ziekten", zegt Dr. Robert Field, hoogleraar bio-engineering aan UC Berkeley en lid van het onderzoeksteam.

De volgende stap van het team is het ontwikkelen van een manier om hun methode te gebruiken om de thermische handtekeningen van cellen in vivo te bestuderen. Hierdoor zouden ze de rol van temperatuur in de celfunctie en de ziekteprogressie in realtime kunnen bestuderen.

Hoe de methode werkt:

De methode van het team maakt gebruik van een kleine temperatuursensor die is gemaakt van een dunne laag grafeen, een tweedimensionaal materiaal dat slechts één atoom dik is. De grafeensensor wordt op het oppervlak van een cel geplaatst en kan de kleinste temperatuurveranderingen detecteren die optreden wanneer een cel levend of dood is.

Wanneer een cel leeft, produceert deze warmte via zijn metabolische processen. Deze hitte zorgt ervoor dat de grafeensensor uitzet, waardoor de elektrische weerstand verandert. Het team kan de veranderingen in de elektrische weerstand meten en daarmee de temperatuur van de cel berekenen.

Wanneer een cel sterft, stopt deze met het produceren van warmte, waardoor de grafeensensor samentrekt. Hierdoor verandert ook de elektrische weerstand van de sensor, en het team kan deze verandering gebruiken om celdood te detecteren.

De methode van het team is zeer gevoelig en kan temperatuurveranderingen van slechts 0,001 graden Celsius detecteren. Hierdoor kan het team de thermische kenmerken van afzonderlijke cellen bestuderen, wat een nieuwe manier zou kunnen zijn om celbiologie en ziekten te bestuderen.

Toepassingen van de methode:

De methode van het team zou een aantal toepassingen kunnen hebben in de celbiologie en de geneeskunde. Het kan worden gebruikt om:

* Bestudeer de progressie van ziekten zoals kanker

* Ontwikkel nieuwe behandelingen die zich op specifieke cellen richten

* Ontwikkel nieuwe manieren om ziekten te diagnosticeren

* Bestudeer de rol van temperatuur in de celfunctie en ziekteprogressie in realtime

Het team werkt momenteel aan de ontwikkeling van een manier om hun methode te gebruiken om de thermische handtekeningen van cellen in vivo te bestuderen. Hierdoor zouden ze de rol van temperatuur in de celfunctie en de ziekteprogressie in realtime kunnen bestuderen.