Оптические методы исследуют токсичные агенты в клетках
Исследователи EPFL разработали метод для точного определения токсичности наноматериалов. Используя оптические техники, они могут измерять концентрацию окисляющих веществ, производимых повреждённой клеткой. Это исследование также предлагает новый способ узнать больше о механизмах окислительного стресса.
Для точного определения токсичности наноматериалов исследователи EPFL создали аналитический инструмент для измерения окислительного стресса, который некоторые из них вызывают в клетках. Они использовали оптические методы, такие как измерение света, поглощаемого определёнными белками. Исследование опубликовано в Scientific Reports (Nature).
Когда клетка подвергается воздействию токсичного продукта или патогена, это нарушает внутренний баланс между окислителями и антиоксидантами. Окислители (обычно производные кислорода) начинают вырабатываться в избытке и атаковать белки, сахара и мембрану клетки. Это приводит к ускоренному клеточному старению, заболеваниям и даже гибели клетки.
Исследователи решили измерять именно эту сверхпродукцию окислителей как признак стресса клетки. Они обнаружили, что цитохром c — белок, присутствующий в клеточной мембране, — является особенно интересным биосенсором. При воздействии определённых длин волн света этот белок поглощает меньше света в присутствии одного из таких окислителей: перекиси водорода (H2O2). На основе этого они разработали сложный метод измерения вариаций света, поглощаемого цитохромом c, и проверили его на мелких одноклеточных водорослях.
Более или менее вредные в зависимости от среды
До сих пор не существовало по-настоящему надёжных методов для непрерывного измерения окислительного стресса без повреждения клеток. Этот новый тест открывает интересные возможности для идентификации не только эффекта наноматериалов, но и, в более широком смысле, реакции клеток на внешнее воздействие.
В ходе экспериментов исследователи также наблюдали, что токсичность определённых продуктов может зависеть от окружающей среды. Например, наноматериал может быть менее опасен под микроскопом в лаборатории, чем в водах реки.
«Предлагаемый нами тест высокочувствителен и способен детально указывать на концентрацию производных кислорода. Поскольку он основан на оценке вещества, выделяемого вне клеток, он также неинвазивен. Он не разрушает живой организм и может применяться в течение нескольких часов, что позволяет наблюдать за развитием ситуации с течением времени», — сказал Оливье Мартен, директор лаборатории нанофотоники и метрологии (NAM).
Тесты продолжаются на различных типах материалов.