Menselijk bloed bevat verschillende componenten, inclusief plasma, rode bloedcellen (RBC's), witte bloedcellen (WBC's), en bloedplaatjes. Tussen deze, WBC's zijn onderverdeeld in talrijke subcategorieën, elk met unieke functies en kenmerken, zoals lymfocyten, monocyten, neutrofielen, en anderen. Lymfocyten worden verder onderverdeeld in T-lymfocyten, B-lymfocyten, en NK-cellen. Het onderscheiden en scheiden van verschillende typen van deze cellen is van groot belang bij het uitvoeren van studies op het gebied van immunologie.

Het onderscheiden van verschillende soorten immuuncellen wordt meestal gedaan door flowcytometrie en fluorescentie-geactiveerde celsortering (FACS), die verschillende celpopulaties kunnen identificeren op basis van hun grootte, granulariteit, en fluorescentie. Hoewel grootte en granulariteit alleen geen onderscheid kunnen maken tussen cellen met vergelijkbare fysieke parameters, verschillende soorten immuuncellen vertonen een duidelijke combinatie van immuunreceptoren op de celoppervlakken. Bijvoorbeeld, de T-lymfocyten en B-lymfocyten brengen CD3 en CD19 tot expressie, respectievelijk. Daarom, fluorescent identificerende immuuncellen vertrouwden op het kleuren van de cellen met behulp van meerdere antilichamen tegen verschillende receptoren. Lange tijd werd gedacht dat het onmogelijk was om verschillende soorten immuuncellen te onderscheiden zonder deze antilichamen te gebruiken.

Echter, nieuw baanbrekend onderzoek uitgevoerd door de wetenschappers van het Center for Self-assembly and Complexity binnen het Institute for Basic Science, Zuid-Korea, kan dit zojuist veranderd hebben. De onderzoekers gebruikten een op diversiteit gerichte fluorescentiebibliotheekbenadering (DOFLA) om meer dan 10, 000 verschillende fluorescerende moleculen met behulp van de B- en T-lymfocyten gescheiden van de milt van de muis. Van dit, ze slaagden erin een nieuwe fluorescerende sonde te ontdekken die B-lymfocyten kan onderscheiden van T-lymfocyten zonder dat de celreceptor antistoffen target.

De onderzoekers noemden de nieuwe sonde CDgB, wat staat voor Compound of Designation groen voor B-lymfocyten. CDgB is een lipofiel molecuul dat een fluorescerende component bevat die aan een koolwaterstofketen is bevestigd. Aangezien CDgB zowel een polaire fluorescerende groep als een koolwaterstofstaart bevat, het betekent dat de vrije ongebonden CDgB-kleurstofmoleculen aggregaten vormen die vergelijkbaar zijn met micellen in de oplossing en een laag niveau van achtergrondfluorescentie vertonen. Wanneer ze zich hechten aan de celoppervlakken, echter, de aggregaten dissociëren en veroorzaken een piek in fluorescentiesignalen. In aanvulling, de lipofiele aard van de kleurstof betekent dat de kleurstof niet bindt aan een eiwitdoelwit, en lokaliseert in plaats daarvan direct naar de lipidemembraanstructuur. Volgens de onderzoekers is dit was "het eerste voorbeeld dat een dergelijk type celonderscheidingsmechanisme rapporteerde."

De CDgB is in staat om selectief de celmembranen van B-lymfocyten te richten op T-lymfocyten of NK-cellen. De onderzoekers probeerden de selectiviteit van de CDgB te optimaliseren door verschillende derivaten van de moleculen te testen met verschillende koolwaterstofketenlengtes van 4 tot 20 koolstofatomen. Er werd gevonden dat de CDgB-derivaten met 14 tot 18 koolstofatomen de hoogste selectiviteit vertoonden naar de B-lymfocyten, waarbij C18 de beste resultaten laat zien. Het werd moeilijker om de cellen te onderscheiden door fluorescentie toen de koolstoflengte werd vergroot tot boven de 20. Het feit dat de koolstoflengte van belang is in de selectiviteit deed vermoeden dat het mechanisme afhankelijk was van het verschil in de membraanstructuren tussen B- en T-lymfocyten.

De onderzoekers hebben dit mechanisme verder opgehelderd door lipidomische analyse van B- en T-celmembranen uit te voeren. Fosfatidylcholine (PC) omvat de meerderheid (> 60%) van de membraanfosfolipiden van zowel B- als T-lymfocyten. Er werd gevonden dat B-lymfocyten in het algemeen kortere PC's hadden dan die van de T-lymfocyten. In aanvulling, het membraancholesterolgehalte in de T-lymfocyten was ongeveer tweemaal hoger dan dat van B-lymfocyten. Deze factoren geven de B-lymfocyten een meer 'flexibel' celmembraan, waarvan werd gedacht dat het een cruciale factor was die verklaart waarom de CDgB-moleculen zich gemakkelijker hechten aan de celmembranen van de B-lymfocyten dan aan die van de T-lymfocyten. Zelfs onder de B-lymfocyten, er werd gevonden dat de sterkte van de fluorescentie verschillend was op basis van de celrijpheid. De B-celvoorlopers en onrijpe B-cellen gaven veel helderdere fluorescentiesignalen af ​​dan rijpe B-cellen, wat hoogstwaarschijnlijk te wijten is aan de hogere membraanflexibiliteit in de onrijpe cellen.

De onderzoekers concludeerden verder dat dit nieuwe mechanisme voor het onderscheiden van levende cellen (LOLD) het bestaande celonderscheidingsmechanisme kan aanvullen om ons vermogen om specifieke celtypen te onderscheiden van gecompliceerde mengsels van verschillende cellen te verbeteren. Dit onderzoek is gepubliceerd in de Tijdschrift van de American Chemical Society .