(Phys.org)—Om de celfunctie te begrijpen, we moeten ze in hun natuurlijke omgeving kunnen bestuderen, in levende lijve. Hoewel er veel technieken zijn om cellen in vitro te bestuderen, of in de laboratoriumomgeving, in vivo studies zijn veel moeilijker. Een nieuwe studie door een team van onderzoekers van het Massachusetts Institute of Technology en de Harvard Medical School gebruikte een uniek quantum dot-antilichaamconjugaat om in vivo studies van beenmergstamcellen bij muizen te vergemakkelijken. Deze studie werd gerapporteerd in de Proceedings van de National Academy of Science .

Typisch, om een ​​cel in vivo te bestuderen, moeten invasieve modificaties aan de cel of het organisme worden aangebracht die de natuurlijke omgeving van de cel verstoren. Aanvullend, veel in vivo studies omvatten het bestuderen van groepen cellen, in plaats van een enkele cel te volgen. Eerdere technieken omvatten het manipuleren van de cellen door middel van immunohistochemie, genetische manipulatie, of bestraling van het organisme. Al deze technieken zorgen voor substantiële veranderingen in de oorspronkelijke omgeving, of ze kunnen alleen naar een "momentopname" kijken van de cel die in wisselwerking staat met zijn omgeving. Het kan de beweging van de cel door het lichaam niet bestuderen.

Quantum dots zijn halfgeleiderachtige nanodeeltjes met optische eigenschappen die nauwkeurig kunnen worden afgestemd voor een breed scala aan optisch gebaseerde onderzoeken, inclusief infrarood en fluorescentie. Han, et al. gericht op een bepaald celtype door kwantumdots te combineren met antilichamen die zijn afgestemd op de oppervlaktereceptoren van de cel, zodat ze zouden combineren als een slot en een sleutel.

Hun kwantumdot-antilichaamsysteem is opgebouwd uit kwantumdots gecombineerd met polyimidazolliganden (PIL's) en norborneen. PIL's zijn zeer stabiel en zullen het oppervlak van kwantumdots bedekken. Norborneen is een veelzijdige functionele groep die een neutrale lading behoudt, waardoor het een goede keuze is om door het lichaam te verspreiden. Norborneen was gehecht aan een antilichaam dat specifiek was voor Sca1 ⁺ c-Kit ⁺ cellen, die een soort stamcel zijn die wordt aangetroffen in het calvariale beenmerg.

De quantum dot-antilichaam-conjugaten waren klein genoeg om door de cel te diffunderen en waren specifiek genoeg om zich niet aan ongewenste cellen te hechten. Aanvullend, ze gaven een adequaat signaal voor optische studies en flowcytometrie, waardoor de studie van Sca1 ⁺ c-Kit ⁺ celdiffusie in het beenmerg van ongemanipuleerde muizen.

Deze methode voor het bestuderen van afzonderlijke cellen in hun oorspronkelijke omgeving is veelzijdig genoeg om voor andere celtypen te worden gebruikt door verschillende antilichamen aan een kwantumdot te hechten. Aanvullend, de studie toonde aan dat de quantum dot-antilichaam-conjugaten zeer stabiel waren met een lange halfwaardetijd in de circulatie, waardoor een meer uitgebreide studie van cellulaire interacties in vivo mogelijk is. Eindelijk, het zuiveringsproces produceerde zeer zuivere conjugaten met weinig ongebonden moleculen, en de grootte van het geconjugeerde quantum dot-antilichaam was geschikt voor diffusie door de muis. Dit onderzoek heeft bredere toepassingen, omdat veel van de factoren die de onderzoekers aan de orde hebben gesteld, beperkingen zijn voor in vivo celonderzoeken.

© 2015 Fys.org