Dzięki nowej technologii naukowcy zajrzeli do wnętrza komórki – widoki „bezprecedensowe”

Dzięki technologicznym postępom w dziedzinie mikroskopii naukowcy będą w stanie inaczej spojrzeć na neuronaukę, czy patologię tkanek. Badacze z Carnegie Mellon University, University of Pittsburgh i z Brown University w swoim artykule opublikowanym w Nature Biotechnology opisują nową strategię Magnify.

W mikroskopii ekspansywnej wykorzystuje się specjalny hydrożel, który zostaje wprowadzony do tkanek, które chce się zobrazować. Kolejnym krokiem jest zmiana stężenia soli w żelu — powoduje to, że tkanki, czy komórki stają się fizycznie większe i łatwiej je fotografować za pomocą mikroskopu. Pozwala to na zobaczenie mikrostruktur, które wcześniej można było oglądać jedynie przy zastosowaniu bardzo drogich technik obrazowania o wysokiej rozdzielczości.

Magnify pozwala badaczom wykorzystać nową formułę hydrożelową, która zachowuje spektrum biomolekuł. Dodatkowo nowa strategia pozwala na zastosowanie hydrożelu do różnych tkanek i zwiększa także szybkość ekspansji. Wykorzystanie Magnify powoduje, że wielkość tkanki zwiększa się 1 300 razy względem pierwotnej objętości.

- Przezwyciężyliśmy niektóre z długotrwałych wyzwań związanych z mikroskopią ekspansywną. Jednym z głównych punktów Magnify jest unikalna strategia utrzymywania biomolekuł tkanki, w tym białek, fragmentów jądra i węglowodanów, w rozszerzonej próbce - powiedział Zhao. Wcześniejsze protokoły zakładały, że wcześniej trzeba wyeliminować wiele cennych różnych biomolekuł, które utrzymywały tkankę razem.

- Wcześniej było to jak pytania jednokrotnego wyboru. Jeśli chcesz oznaczać białka, byłby to protokół wersji pierwszej. Jeśli chcesz oznaczyć jądra, to byłaby to już inna wersja. Jeśli chciałeś wykonać obrazowanie symultaniczne, było to trudne. Teraz dzięki Magnify możesz wybrać wiele elementów do etykietowania, takich jak białka, lipidy i węglowodany, i obrazować je razem - poinformował Zhao.

Jak dodaje dr Aleksandra Klimas: - Tradycyjnie potrzebny jest drogi sprzęt, konkretne odczynniki i szkolenia. Jednak ta metoda ma szerokie zastosowanie do wielu rodzajów preparatów próbek i można je oglądać za pomocą standardowych mikroskopów, które można mieć w każdym laboratorium biologicznym.

Z kolei Xi Ren z Carnegie Mellon powiedział: - Dzięki najnowszym technikom Magnify możemy rozszerzyć konkretne tkanki płucne i zacząć widzieć ultrastrukturę ruchliwych rzęsek nawet przy zwykłym mikroskopie, a to przyspieszy zarówno badania podstawowe, jak i kliniczne -. Po zastosowaniu tej procedury naukowcy mogli m.in. bezpośrednio zobaczyć modele organoidów płuc ze specyficznymi wadami w ich strukturze oraz defekty rzęsek, w których wystąpiły mutacje genetyczne.