211service.com
Magnetiske gener
Ved at bruge et gen fra en magnetisk følsom bakterie har forskere gensplejset pattedyrsceller til at producere magnetiske nanopartikler. Fundet af et team af Emory Universitet forskere, kunne give medicinske forskere en ny måde til mere præcist at spore celler i kroppen.
Se nærmere: Denne MR viser en musehjerne, der er blevet injiceret med transplanterede celler, der er blevet gensplejset ved hjælp af et gen fra en magnetisk følsom bakterie, til at producere magnetiske nanopartikler. Pilen peger på klyngen af magnetisk aktive celler.
Genet kommer fra en art af dam-boende bakterier der bruger den til at lave bittesmå partikler, der fungerer som en slags biologisk kompasnål. Forskerne fandt ud af, at indsættelse af genet i musecellers DNA fik cellerne til at producere deres egne magnetiske nanopartikler. Da forskerne derefter injicerede celler, der udtrykte genet, i hjernen på levende mus, kunne individuelle celler tydeligt ses med en MR som en mørk klat omgivet af blegere normalt væv.
For at spore celler i en organisme bruger forskere almindeligvis gensplejsede fluorescerende optiske markører såsom grønt fluorescerende protein ( GFP ). Ved præcist at kontrollere, hvor i genomet GFP-genet indsættes, kan forskerne mærke bestemte proteiner, som de er interesserede i, og de kan spore mønstre af genekspression såvel som bestemte typer celler.
Men i modsætning til en MR, som kan se dybt ind i væv, er fluorescerende mikroskopi begrænset til overfladen, hvilket nogle gange gør det vanskeligt at få billeder inde fra levende dyr. Ideen om at bruge gen-styret produktion af MR-kontrast er yderst ønskværdig, siger Xiaoping Hu , professor i biomedicinsk teknik ved Emory og forfatter til undersøgelsen. Optiske markører, siger Hu, kan ikke bruges til at se meget dybt ud. Avisen af Hu og hans kolleger blev offentliggjort i juni-udgaven af Magnetisk resonans i medicin .
Hvis gensplejsning af celler til at producere deres egne magnetiske nanopartikler viser sig at være vellykket, giver dette et nyt vindue, hvorigennem man kan se mange biologiske processer, efterhånden som de udfolder sig, fra dannelsen af tumorer til migrationen af stamceller injiceret til behandling af sygdom. Det er bare fantastisk, at de kan få en pattedyrscelle til rent faktisk at lave materialet, siger Lee Josephson , lektor ved Harvard Medical Schools Center for Molecular Imaging Research. Jeg synes, det er et rigtig meningsfuldt stykke arbejde.
At få gode MR-billeder på det fine opløsningsniveau, der er nødvendigt for at se cellulære processer udfolde sig, har været et uhåndgribeligt mål. En tilgang, som Josephson hjalp med at pionere, er celleladning - inkubering af celler med magnetiske nanopartikler og derefter injicering af dem i kroppen. Men med tiden, når de magnetisk markerede celler deler sig, bliver signalet svagere og går tabt. En anden cellemærkningsteknik, der netop er udviklet i de sidste par år, er at bruge et gen, der producerer ferritin, det molekyle, som cellerne bruger til at lagre jern. Men formen af jern i ferritin er ikke så let at opdage som de nanopartikler, der blev brugt i Emory-undersøgelsen.
Mens forskere ser et stort potentiale i den nye teknik, har den ulemper. På grund af den underliggende fysik af, hvordan en MRI fungerer, vil billederne aldrig have den fine opløsning af optisk mikroskopi på overfladeniveau, siger Michal Neeman , en professor ved Weizmann Institute of Science i Israel, som studerer molekylær billeddannelse ved hjælp af ferritin. Og selvom undersøgelsen er spændende, siger hun, skal partiklernes magnetiske egenskaber studeres mere detaljeret.
Alligevel åbner det faktum, at et enkelt bakteriegen kan få en lang række celler til at lave deres egne magneter, op for en bred vifte af muligheder, fra nye cellebilledteknikker til at bruge bakterier som biologiske fabrikker til at producere nanopartikler. Hvis denne teknologi fungerer godt, tror jeg, at der er et enormt antal applikationer, siger jeg Brian Rutt , en professor ved University of Western Ontario, der studerer tumordannelse.