Elk biologisch systeem is van nature uitgerust met een afweermechanisme om te beschermen tegen abnormale veranderingen veroorzaakt door lokale, milieu, of biochemische verandering. Witte bloedcellen (WBC) spelen de rol van zo'n 'soldaat' in onze immuunrespons. Eén type WBC, bekend als macrofagen, is de meest efficiënte en gespecialiseerde jager, omdat hij tegelijkertijd is uitgerust met de kracht van selectieve identificatie en eliminatie van buitenlandse indringers, evenals de potentie om wonden te herstellen. Afhankelijk van hun werkverdeling, macrofagen bestaan ​​hoofdzakelijk uit twee soorten, M1 en M2. M1-cellen fungeren als de 'professionele moordenaar', terwijl M2-cellen meer geconcentreerd zijn op helende activiteit.

Op een normale, gezonde situatie, het immuunsysteem zorgt voor een goede balans tussen M1- en M2-cellen. Maar bij zieke aandoeningen zoals bacteriële, virus- of parasitaire infecties, of ontstekingen voor atherosclerose, kanker, of artritis, de balans tussen M1 en M2 wordt aangetast, en afhankelijk van de crisis, er treedt een bepaalde verschuiving op in de M1- of M2-populatie. Als dergelijke veranderingen kunnen worden gevolgd, het zou leiden tot gemakkelijke diagnostiek en voorspelling van gezondheidsproblemen. Er is momenteel geen tool die M1/M2-cellen gemakkelijk kan detecteren rechtstreeks uit weefselvloeistof of een bloedmonster op een labelvrije manier zonder fluorescerende tagging.

In een onderzoek dat zojuist in het tijdschrift is gepubliceerd Nano-letters , onderzoekers van de Bar-Ilan Universiteit in Israël hebben een eenvoudige oplossing voor dit probleem laten zien met behulp van het verstrooiingseffect van gouden nanostaafjes (GNR's). Op goud gebaseerde nanodeeltjes staan ​​bekend om hun prominente optische eigenschap met hoge absorptie- en verstrooiingseffecten. Door het verstrooiingseffect te manipuleren en de oppervlaktecoating van GNR's aan te passen, de onderzoekers waren in staat om veranderingen in de optische eigenschap van M1- en M2-macrofagen te identificeren en deze te gebruiken als een parameter om fysiologische veranderingen te volgen.

De onderzoekers gebruikten de flowcytometer (FCM) om veranderingen in de granulariteit van de cellen vast te leggen om GNR-beladen macrofagen te identificeren en de specifieke verstrooiing van GNR's te bepalen. De FCM wordt over het algemeen gebruikt om een ​​bepaalde populatie van met fluorescentie gelabelde cellen te identificeren, maar in dit geval het werd gebruikt bij labelvrije detectie alleen op basis van verstrooiing die afkomstig was van de GNR's. Met deze unieke methode zagen de onderzoekers dat één type coating van GNR's een grotere selectiviteit naar M2-cellen vertoonde dan M1.

"Onze benadering bij het gebruik van de verstrooiing van GNR's om M1- en M2-macrofagen te identificeren, opent een nieuwe strategie in cellulaire identificaties met behulp van FCM met behulp van verhoogde verstrooiing van geïnternaliseerde nanodeeltjes, " zegt Dr. Ruchira Chakraborty, vooraanstaand onderzoeker in het laboratorium van Prof. Dror Fixler aan de Kofkin Faculteit Engineering en Institute of Nanotechnology and Advanced Materials van de Bar-Ilan University. "Verdere ontwikkeling van deze techniek zal ons ertoe brengen een nieuw zorgpunt of een biopsie-instrument te bouwen dat de stadia van manifestatie van ziekten zoals kanker kan voorspellen, atherosclerose, en fibrose alleen van de eenvoudige weefselvloeistoffen of bloedmonsters, " zegt prof. Dror Fixler, Directeur van het Bar-Ilan Nano Instituut, die de studie leidde in samenwerking met Prof. Ran Kornowski en Dr. Dorit Leshem van het Beilinson Hospital.