Voor wetenschappers die levensreddende medicijnen ontwikkelen, weten hoe cellen met elkaar omgaan en met elkaar communiceren, is een belangrijk onderdeel van de puzzel. Het probleem is, het is niet altijd mogelijk geweest om die interacties door een microscoop te zien. Maar nu, met dank aan University of New Mexico universitair hoofddocent Keith Lidke, een nieuwe techniek heeft de deur geopend om onderzoekers een beter zicht te geven op cellulaire interacties.

De techniek, dit jaar gepubliceerd in Biomedische Optica Express , wordt single-objective light-sheet microscopie genoemd en verbetert een bestaande methode van fluorescentiemicroscopie.

Volgens Lidke, die werkt bij UNM's Department of Physics &Astronomy, traditionele fluorescentiemicroscopietechnieken kunnen onderzoekers slechts een zeer beperkt beeld geven van de cellen waar ze naar kijken en stellen het monster bloot aan een overvloed aan licht dat de beeldkwaliteit verslechtert en leidt tot celbeschadiging door fototoxiciteit.

"Wat microscopie met lichtplaten doet, is dat we een lichtstraal kunnen maken die precies overeenkomt met het brandpuntsvlak dat we afbeelden, " legde hij uit. "We verminderen de blootstelling aan licht en we verminderen achtergrondgeluid in het systeem, dus in levende cellen waardoor we fluorescerende eiwitten kunnen zien met voldoende signaal om naar de dynamiek van die eiwitten te kijken."

Een nieuwe benadering van deze techniek, ontwikkeld door Lidke, zijn onderzoeksgroep en medewerkers bij Sandia National Laboratories, overwint deze prominente problemen en maakt het mogelijk om lichte microscopie uit te voeren met behulp van gewone microscopen die in de meeste celbiologische laboratoria worden aangetroffen.

Hoewel de techniek van Lidke nog in de kinderschoenen staat, hij heeft al veel belangstelling gekregen van onderzoekers van UNM en het hele land vanwege het unieke uitzicht dat de apparatuur kan bieden. Volgens Lidke, cellen functioneren via signaalroutes die een reeks eiwit-eiwitinteracties zijn. Maar, hoe die interacties precies werken, is niet duidelijk vanwege een gebrek aan beschikbare technologie om die gebeurtenissen in levende cellen te zien gebeuren.

"Wat we proberen te doen, is deze light-sheet-technologie te ontwikkelen om deze interacties in levende cellen te zien, "zei Lidke. "En, als we kunnen begrijpen hoe dat werkt, kan iemand misschien een therapie richten op een ontregelde signaalroute."

Eigenlijk, de techniek kan helpen bij het beantwoorden van vragen over hoe cellen intern communiceren en werken, waardoor het voor onderzoekers mogelijk wordt om medicijnen of therapieën te ontwikkelen die gebruik maken van deze interacties.

"Weten dat ons werk een potentieel waardevolle toepassing heeft, maakt wat we elke dag doen extreem belangrijk, ' zei Lidke.

De nieuwe techniek wordt mogelijk gemaakt door twee verschillende componenten; een speciaal optisch hulpstuk dat de lichtplaat maakt en een hoogontwikkelde microfluïdische chip die het monster vasthoudt. De groep van Lidke is verantwoordelijk voor het maken van de optische component die is ontwikkeld als bijlage voor de meeste epifluorescentiemicroscopen om de techniek bruikbaar te maken voor een groot publiek. Medewerkers van Sandia National Labs werkten samen met de groep om de microfluïdische chip te ontwikkelen met een geïntegreerde spiegel erin waarmee ze de lichtplaat kunnen maken met behulp van een enkele objectieflens. Samen, deze twee stukken geven onderzoekers de mogelijkheid om cellulaire interactie op een geheel nieuw niveau te zien.

Direct, Lidke zegt dat hij met het team van Sandia samenwerkt om een ​​verbeterde, chip van de volgende generatie die hij verwacht commercieel beschikbaar te maken voor onderzoekers.