Новый инструмент для медицины и исследований: измерение механических свойств живых клеток
Исследователи разрабатывают систему для измерения механических свойств живых клеток. Эта технология может использоваться для диагностики заболеваний и лучшего понимания биологических процессов.
Команда использовала атомно-силовой микроскоп (АСМ) для изучения трёх принципиально разных типов клеток, продемонстрировав широкий потенциал метода.
Возможные применения метода:
- Изучение адгезии клеток к тканям (критично для многих болезней и процессов).
- Исследование движения и изменения формы клеток.
- Наблюдение за эволюцией раковых клеток при метастазировании.
- Анализ реакции клеток на механические стимулы, необходимые для выработки белков.
- Изучение влияния антибиотиков и противораковых препаратов на механические свойства клеток.
Результаты опубликованы в журнале Nature Nanotechnology (онлайн, в печатном выпуске — в декабре). В работе участвовали учёные из Университета Пердью и Оксфордского университета.
Суть технологии
Атомно-силовой микроскоп использует миниатюрный вибрирующий зонд для получения информации о материалах и поверхностях в нанометровом масштабе. Он позволяет «картировать» механические свойства мельчайших клеточных структур, определяя, являются ли их участки мягкими, жёсткими или эластичными.
Ключевое улучшение: новый подход позволяет проводить такое картирование с высоким разрешением и скоростью, значительно превышающей возможности стандартных методик.
- Скорость: метод почти в 5 раз быстрее стандартных техник АСМ.
- Разрешение: достаточно для наблюдения за живыми клетками и биологическими процессами в реальном времени.
- Экономичность: улучшение достигнуто в основном за счёт усовершенствований в обработке сигналов, без необходимости в новом оборудовании.
Метод был успешно опробован на трёх различных типах клеток: бактериях, человеческих эритроцитах и фибробластах крыс, что подтверждает его широкую применимость. Это открывает путь к созданию «механобиологических» тестов, дополняющих стандартные биохимические анализы.