Onderzoekers van de King Abdullah University of Science and Technology hebben een robuuste en efficiënte methode ontwikkeld om de interacties tussen cellen te onderzoeken met behulp van fluorescerende tagging, gelijktijdig analyseren van meerdere celpopulaties, en het versnellen van een eens vervelend en beperkend proces. De nieuwe test heeft ook toepassingen bij het bestuderen van cellulaire processen bij ontstekingen of kankercelmetastasen en bij het beoordelen van mogelijke behandelingen.

Cellen bewegen door bloedvaten via celadhesie, de interactie en aanhechting van cellen aan elkaar via gespecialiseerde moleculen op celoppervlakken. Tijdens de bloedstroom, schuifkrachten werken op de cellen om celadhesie te orkestreren. Manipulatie van celadhesie kan leiden tot ontstekingen en ziekten zoals kanker, terwijl ziekteverwekkers zoals virussen celadhesie misbruiken om het lichaam te infecteren.

"De conventionele test die wordt gebruikt om cel-celinteracties te bestuderen, is de parallelle plaatstroomkamer (PPFC) -test, die video's opneemt van cellen die in de stroom rollen en zich hechten aan moleculen op endotheelcellen (bloedvatbekledingscellen), ", zegt groepsleider Jasmeen Merzaban. "Deze test wordt al tientallen jaren gebruikt, maar het is gevoelig voor fouten en mogelijke vooringenomenheid, en het kan slechts één celtype tegelijk analyseren, waardoor het enorm tijdrovend is."

Ayman Abu Elela, met de andere afgestudeerde studenten in het laboratorium van Merzaban, wilde PPFC verbeteren en analyses versnellen.

Hun nieuwe fluorescerende multiplex cell rolling assay (FMCR) maakt gebruik van unieke fluorescerende tags om maximaal zeven celpopulatietypen te labelen. De celmonsters worden gemengd net voordat ze de gesimuleerde stroom binnengaan over een laag endotheelcellen. Een spectrale confocale microscoop legt in één keer beelden van de gemengde celpopulaties in realtime vast met een hoge temporele resolutie. Hierdoor kunnen onderzoekers gegevens verzamelen over celkinetiek, inclusief de rolfrequentie, snelheid en tethering vermogen van individuele celtypes.

"We hebben een uitgebreide pijplijn voor gegevensanalyse ontwikkeld, wat ons in staat stelt om de meerdere celtypen die we door deze benadering verkrijgen te analyseren en een hoge statistische kracht en gevoeligheid bereikt, ", zegt AbuElela. "FMCR wordt nu in ons laboratorium gebruikt om de migratie van verschillende menselijke cellen te bestuderen, waaronder stamcellen, geactiveerde immuuncellen en borstkankercellen."

Een ander voordeel van de nieuwe procedure is dat voor of tijdens de test, een testverbinding zoals een nieuw medicijn kan aan de cellen worden toegevoegd om het effect van de verbinding op celadhesie te onderzoeken.

"Dergelijke studies bieden belangrijke inzichten in het effect van behandelingen op de migratie en metastase van cellen en op hoe de medicijnen in het lichaam zouden kunnen werken, " merkt Merzaban op.