Onderzoekers van de Universiteit van Californië, Berkeley, hebben sensoren op nanoformaat ontwikkeld die met ongekende precisie de warmtestroom in en uit levende cellen kunnen meten. De sensoren, gemaakt van een materiaal dat grafeen heet, zijn slechts een paar atomen dik en kunnen direct op het oppervlak van een cel worden geplaatst zonder deze te beschadigen.

Deze baanbrekende technologie zal naar verwachting waardevolle inzichten opleveren in de manier waarop cellen hun temperatuur reguleren, wat van cruciaal belang is voor veel cellulaire processen. Veranderingen in de cellulaire temperatuur zijn bijvoorbeeld in verband gebracht met kanker, neurodegeneratieve ziekten en andere gezondheidsproblemen.

"Dit is een krachtig nieuw hulpmiddel waarmee we de rol van warmte in de celbiologie tot in ongekend detail kunnen bestuderen", zegt hoofdauteur van het onderzoek, dr. Michael Therien. "We hopen dat dit zal leiden tot nieuwe behandelingen voor ziekten die worden veroorzaakt door abnormale cellulaire temperaturen."

De onderzoekers testten de sensoren door ze op het oppervlak van levende menselijke huidcellen te plaatsen. Ze ontdekten dat de sensoren de warmtestroom in en uit de cellen nauwkeurig konden meten, zelfs als de temperatuurveranderingen erg klein waren.

"We waren in staat temperatuurveranderingen te meten die zo klein waren als een duizendste graad Celsius", zei Dr. Therien. "Dit is een veel hoger nauwkeurigheidsniveau dan welke andere methode dan ook die momenteel beschikbaar is."

De onderzoekers zijn van mening dat de sensoren van nanoformaat kunnen worden gebruikt om een ​​breed scala aan biologische processen te bestuderen, waaronder de rol van warmte bij celdeling, migratie en differentiatie. Ze hopen de sensoren ook te gebruiken om nieuwe behandelingen te ontwikkelen voor ziekten die worden veroorzaakt door abnormale cellulaire temperaturen.

"Dit is een zeer opwindende nieuwe technologie met een breed scala aan mogelijke toepassingen", aldus Dr. Therien. “We zijn benieuwd wat we er de komende jaren van kunnen leren.”

De studie werd gepubliceerd in het tijdschrift Nature Nanotechnology.