Новый метод MicroMagnify позволяет детально изучать патогены и инфицированные ткани
Исследователи из Университета Карнеги-Меллон представили новый протокол MicroMagnify для расширительной микроскопии, который позволяет визуализировать патогены и заражённые ими ткани с нанометровым разрешением на стандартных микроскопах.
Проблема традиционных методов
- Визуализация патогенов сложна из-за их малого размера (часто ≤1 микрон).
- Жёсткие клеточные стенки бактерий (например, staphylococcus aureus) и грибков не поддаются стандартным методам расширения, что приводит к искажениям.
Решение: протокол MicroMagnify
Докторант Чжанью "Шэри" Чэн обнаружил, что комбинация тепловой денатурации и ферментных коктейлей эффективно разрушает клеточные стенки микробов. Это позволяет:
- Равномерно расширять микробные клетки и инфицированные ткани без искажений.
- Сохранять разнообразные биомолекулы в геле.
- Проводить окрашивание после расширения.
Ключевые преимущества
- Мультиплексная визуализация: Вместо стандартных 5 мишеней за один подход, MicroMagnify позволяет визуализировать 10–12 мишеней в одной заражённой клетке млекопитающего. Теоретически возможно изучение сотен мишеней благодаря циклам "визуализация — мечение — отмывка".
- Доступность: Метод использует стандартные микроскопы вместо дорогостоящего специализированного оборудования.
3D-анализ в виртуальной реальности
Для анализа сложных трёхмерных изображений лаборатория Чжао совместно с Институтом Бенароя создала среду ExMicroVR. Используя VR-шлем и компьютер, учёные могут совместно в виртуальном пространстве исследовать данные, манипулировать изображениями клеток и обсуждать взаимодействие патогена с клеткой-хозяином.
Будущие применения
Чэн уже применяет MicroMagnify для изучения микробиома кишечника. Метод позволит с нанометровой точностью:
- Определить состав микробиома и сигнальные белки.
- Изучить, как взаимодействие микробиома с органами хозяина влияет на развитие болезней (например, рака).
- Выявить специфические популяции микробов, способствующие или препятствующие прогрессированию заболевания.
Протокол MicroMagnify открывает новые возможности для фундаментальных исследований и клинической диагностики, предлагая экономичный способ наномасштабной визуализации патогенов.