211service.com
Celler, levende og i 3-D
MIT-forskere har designet et mikroskop til at generere tredimensionelle film af levende celler. Mikroskopet, der fungerer som en cellulær CT-scanner, vil lade forskere se, hvordan celler opfører sig i realtid på et større detaljeringsniveau. Denne nye enhed overvinder en afvejning mellem opløsning og levende handling, der har hindret forskernes evne til at undersøge celler og kan føre til nye metoder til screening af lægemidler.
Et glimt indenfor: Dette billede af en levende, en millimeter lang orm taget med et nyt 3D-mikroskop viser tydeligt indre strukturer inklusive fordøjelsessystemet. Ormens mund er øverst, og det tykke røde bånd er ormens svælg.
Celler kan ikke undersøges under et traditionelt mikroskop, fordi de ikke absorberer ret meget synligt lys. Så MIT-mikroskopet er afhængig af en anden optisk egenskab ved celler: hvordan de bryder lys. Når lys passerer gennem en celle, ændres dets retning og bølgelængde. Forskellige dele af cellen bryder lyset på forskellige måder, så MIT-mikroskopet kan vise delene i alle deres detaljer.
Michael Field , en professor i fysik ved MIT, der ledede udviklingen af det nye mikroskop, siger, at andre metoder til at skabe tredimensionelle billeder af celler kun tillader forskere at se på kontrollerede artefakter. For at blive set med et konventionelt mikroskop skal celler behandles med fikseringsmidler og pletter og er døde; Det, der er synligt på disse billeder, er ikke rigtig, hvordan en celle ser ud, siger han. Vores teknik giver dig mulighed for at studere celler i deres oprindelige tilstand uden nogen forberedelse overhovedet. Det kan for eksempel fange kromosomer, der spoler under celledeling, eller en livmoderhalskræftcelle, der svinder sammen, når den behandles med eddikesyre.
Mikroskopet skaber tredimensionelle billeder ved at kombinere mange billeder af en celle taget fra flere forskellige vinkler. Det tager i øjeblikket kun en tiendedel af et sekund at generere hvert tredimensionelt billede, hurtigt nok til at se celler reagere i realtid. Denne behandlingsteknik, kaldet tomografi, bruges også til medicinsk billeddannelse i CT-scanninger, som kombinerer røntgenbilleder taget fra mange forskellige vinkler for at skabe tredimensionelle billeder af kroppen.
Multimedier
Se en tredimensionel gengivelse af en levende kræftcelle.
Men MIT-mikroskopet fungerer i meget mindre skala end medicinsk billeddannende udstyr. Forskerne har lavet billeder af enkeltceller, herunder livmoderhalskræftceller, og af meget små orme, kaldet C. elegans . Hver orm er kun en millimeter lang og består af kun omkring tusind celler. Feld siger, at mikroskopet i øjeblikket ikke kan afbilde noget meget større end dette, fordi tykkere væv, der indeholder et stort antal celler, spreder lys, hvilket skaber et tåget billede. Fremtidige versioner af mikroskopet kan måske overvinde denne begrænsning ved at udsende og detektere lys fra et enkelt sted; det aktuelle mikroskop skinner lys på den ene side af prøven og opsamler det på den anden.
Ved hjælp af Felds mikroskop kan du fange celler i deres naturlige miljø og se, hvordan de reagerer på ændringer, siger Maryann Fitzmaurice , lektor i patologi ved Case Western Reserve University. Ellers får du bare et øjebliksbillede i tiden af en celle. Fitzmaurice siger, at fordi teknikken er så ny, er det ikke klart, hvad forskerne vil lære om celler ved at se på brydningsbilleder. Det er en meget grundlæggende teknik, med mange potentielle anvendelsesmuligheder, siger hun. En potentiel anvendelse kan være i lægemiddelscreeningstest i levende celler. Forskere kunne dosere celler med en potentiel terapeutisk forbindelse og bruge mikroskopet til at se deres respons.
Feld og samarbejdspartnere på Harvard Medical School har allerede brugt deres mikroskop til at belyse, hvordan en medicinsk test fungerer. Under bækkenundersøgelser udfører læger nogle gange en visuel test for livmoderhalskræft ved at påføre eddikesyre på livmoderhalsen, hvilket får præcancerøst væv til at blive hvidt. Fitzmaurice siger, at lægerne har vidst, at dette virker, men ikke hvorfor. Ved hjælp af MIT-mikroskopet var forskerne i stand til tydeligt at se ændringerne i forskellige dele af cellen, hvilket er meget værdifuldt for at forstå denne test, siger Fitzmaurice.