Первый в мире оптический инструмент для наблюдения за раковыми клетками в 4-D

Новый оптический инструмент, который поможет учёным наблюдать живые клетки в 4-D и понять, что заставляет их мутировать и распространять болезнь в организме человека, получил финансирование в размере около 1 млн фунтов стерлингов.

Трёхлетний совместный проект под руководством Ноттингемского университета будет включать экспертов из Университета Хериот-Ватт и Университета Глазго.

В результате исследования будет создан уникальный инструмент, объединяющий четыре передовые технологии оптической микроскопии так, как это ранее было невозможно, в единую многофункциональную платформу.

Инструмент впервые будет визуализировать живые клетки в 4-D, чтобы отслеживать и анализировать их положение, движение и функции по мере того, как они прорастают и взаимодействуют с белками и сахарами, составляющими их окружающую среду (внеклеточный матрикс).

Это позволит учёным понять, как физические и биохимические сигналы от клеток влияют на матрикс, и наоборот, и как эти взаимодействия влияют на развитие болезни.

Доктор Аманда Райт, руководитель проекта из Ноттингемского университета: «Этот инструмент революционизирует наше понимание того, как клетки реагируют на силы, которые матрикс оказывает на них при движении — силы, которые напрямую контролируют функцию и поведение клетки. Впервые мы сможем увидеть микромир клеток с их собственной точки зрения. Это поможет нам узнать, как, например, мигрирующие раковые клетки используют существующие пути и направляющие сигналы внутри матрикса».

Доктор Пол Далгарно из Университета Хериот-Ватт, который разработал технику мультиплоскостной визуализации, лежащую в основе нового инструмента: «В то время как обычный микроскоп даёт чёткое изображение только из одной плоскости объекта, мультиплоскостная запись одновременно фиксирует чёткие изображения с нескольких плоскостей объекта. Мы объединим нашу революционную мультиплоскостную систему с оптическим захватом, а затем интегрируем это в полную систему захвата на основе светового листа наших соавторов. Вместе это позволит нам полностью изучить, как клетки мигрируют, растут и взаимодействуют в 3-D и в реальном времени».

Новый подход будет важен для разработки методов лечения заболеваний, при которых клетки ненормально реагируют на сигналы своего локального матрикса, например, рака. Прогресс в оптических технологиях также может принести пользу исследованиям дегенеративных заболеваний, регенеративной медицины и путей заражения по мере того, как учёные получат лучшее понимание, которое в конечном итоге повлияет на методы лечения.

Второе направление исследований изучит, как клетки поглощают частицы и какое влияние лекарственные терапии (такие как функционализированные полимерные наночастицы) оказывают на матрикс. Результаты могут помочь в разработке новых лекарств и систем доставки препаратов, нацеленных на макромолекулярный уровень.

Профессор Джон Андерхилл, главный научный сотрудник Университета Хериот-Ватт, о сотрудничестве: «Этот миллионный инвестиции в исследования в области наук о жизни демонстрируют потенциал и важность сотрудничества в исследованиях в целом и этой захватывающей темы в частности. В Университете Хериот-Ватт мы гордимся тем, что являемся международным университетом с глобальным кругозором, находящим решения проблем с широким спектром применения. Наши передовые исследования в области микроскопии могут иметь далеко идущие последствия для лечения некоторых из самых смертоносных болезней в мире, включая рак».