Ученые исследуют человеческие клетки высокочастотным звуком

Ученые из Университета Бордо (Франция) адаптировали метод пикосекундной ультраакустики, изначально применявшийся в электронной промышленности, для измерения механических свойств отдельных человеческих клеток на субклеточном уровне.

Как это работает:

• Клетки выращивают на металлической пластине.
• Сверхкороткий лазерный импульс, направленный на границу клетка-металл, генерирует высокочастотные звуковые волны.
• Другой лазер измеряет распространение звукового импульса через клетку, что дает информацию о жесткости и вязкости ее компонентов, например, ядра.

Ключевые особенности метода:

• Неинвазивный и бесконтактный инструмент.
• Использует гигагерцовые звуковые волны, что позволяет исследовать объекты размером порядка сотен нанометров (ядро клетки имеет ширину около 10 000 нм).
• Позволяет измерять свойства на уровне отдельных клеточных компонентов.

Преодоленные сложности:

• Слабый сигнал рассеяния света в жидкоподобной среде клетки требовал улучшения соотношения сигнал/шум без повреждения клетки мощным лазером.
• Учет естественной вариабельности клеток, требующий сотен измерений для статистической достоверности.

Перспективы применения:

Метод может помочь в изучении того, как клетки прикрепляются к медицинским имплантатам, и почему здоровые клетки становятся раковыми. По словам профессора Бертрана Одуэна, поскольку раковая ткань жестче здоровой, методика позволит тестировать эффективность лекарств, измеряя жесткость клеток в ответ на различные препараты.

Исследование было представлено на 57-й ежегодной встрече Биофизического общества (BPS) в феврале 2013 года.