Новый метод визуализации позволяет увидеть металломеченные нейроны в 3D

Исследователи разработали новый метод визуализации нейронов с помощью спектральной конфокальной микроскопии тканей, импрегнированных серебром или золотом.

В отличие от измерения отраженного света, этот метод, представленный в журнале eLife, основан на регистрации более высоких энергий света, возникающих при колебаниях (поверхностных плазмонах) наночастиц серебра или золота, нанесенных на нейроны.

Ключевое преимущество — свет, испускаемый металлическими частицами, не выцветает. Это позволяет многократно сканировать даже десятилетиями хранящиеся архивные образцы, например, окрашенные по методу Гольджи с конца 1880-х годов.

Метод реализован с помощью спектрального детектирования на лазерном сканирующем конфокальном микроскопе (LSCM), который ранее использовался в основном для флуоресцентной микроскопии.

В сочетании с серебряным и золотым мечением метод откроет новую информацию в архивных образцах. При этом препараты, импрегнированные серебром, сохранят высокое качество изображения век и более, что критично для клинических исследований и диагностики рака и неврологических расстройств.

«Для медицинской диагностики можно сравнивать старые и новые образцы, зная, что интенсивность сигнала останется практически одинаковой независимо от возраста образца или многократного воздействия света», — говорит автор Карен Месце из Университета Миннесоты.

Команда продемонстрировала преимущества метода на примере металломеченного нейрона в брюшном ганглии саранчи. Обычная световая микроскопия давала размытое изображение, а LSCM в стандартном режиме флуоресценции показывал лишь сильный естественный фон.

После настройки LSCM на сбор света от колебаний поверхностных плазмонов были получены детальные трехмерные изображения нейронов, меченных серебром и золотом. Это открывает потенциал для повторного изучения архивных препаратов нервной системы.

Сочетание различных методов металлического мечения клеток с новыми протоколами LSCM позволяет легко создавать и сканировать ткани с высочайшей 3D-детализацией. Это помогает выявлять даже небольшие структурные изменения в нейронах — важные индикаторы неврологических заболеваний, процессов обучения, памяти и развития мозга.

«Как плазмонный резонанс объясняет стойкость красных (наночастицы серебра) и желтых (золото) цветов в витражах и произведениях искусства, так и металломеченные нейроны, вероятно, никогда не потеряют ни информативности, ни своей внутренней красоты», — добавляет Месце.