ابزار سه بعدی جدید برای اندازه گیری قطرات چربی درون سلولی

محققان یک روش جدید بدون برچسب به نام میکروسکوپ فاز توموگرافی در فلوسیتومتری برای اندازه‌گیری قطرات چربی درون سلولی به صورت سه بعدی ایجاد کرده‌اند.

تیمی از دانشمندان ایتالیایی از دانشگاه‌های بولونیا، کامپانیا و ناپل روش جدیدی را برای غربالگری و اندازه‌گیری قطرات چربی درون سلولی (LDs) ابداع کرده‌اند. محققان این تیم همچنین یک برنامه کاربردی زیست پزشکی جدید را بر اساس ابزاری که اخیراً توسعه یافته است، به نام میکروسکوپ فاز توموگرافی در فلوسیتومتری (TPM-FC)، همانطور که در Opto-Electronic Advances بیان شده است، پیشنهاد می کنند.

TPM چیست؟

TPM یک تکنیک میکروسکوپ نوری است که امکان بازسازی توزیع های فضایی سه بعدی (3 بعدی) ضریب شکست (RI) یک سلول را بدون استفاده از برچسب های برون زا فراهم می کند. بنابراین، یک توصیف کمی از خواص بیوفیزیکی سلول (مکانیکی، الکتریکی و نوری) ارائه می‌کند که می‌توان از اطلاعات مورفولوژیکی سه بعدی و توموگرافی مبتنی بر RI استنباط کرد.

پتانسیل TPM و FC اکنون با هم ترکیب شده اند و تکنیک تصویربرداری TPM-FC را ایجاد کرده اند.

به گفته بسیاری از محققان، TPM پتانسیل زیادی در علوم زیست پزشکی دارد زیرا می تواند ابزار بسیار قدرتمندی برای تشخیص زودهنگام بیماری باشد و کاربردهای بالینی را به سمت پزشکی شخصی هدایت کند. مهمترین ویژگی TPM این است که اطلاعات سه بعدی ارائه شده بر خلاف میکروسکوپ فلورسنت و کانفوکال معمولی، کمی است و بدون نشانگرهای شیمیایی به دست می آید. این جنبه بدون برچسب از محدودیت‌های رایج مربوط به رنگ‌آمیزی سلولی جلوگیری می‌کند، که می‌تواند پرهزینه، کار فشرده، وابسته به اپراتور و زمان‌بر باشد.

برچسب‌ها همچنین می‌توانند تصویربرداری کلی (فوتوبلیچینگ) را تغییر دهند یا فیزیولوژی سلولی را تغییر دهند (تخریب عکس)، مانع از کاربردهای تشخیص بیماری یا غربالگری شوند. بنابراین TPM یک تکنیک میکروسکوپی غیر مخرب است و بنابراین یک سلول می تواند از اندازه گیری جان سالم به در ببرد. همچنین سلول ها را می توان در حالت طبیعی خود مشاهده و تجزیه و تحلیل کرد بدون اینکه تحت تأثیر اثرات سمی عوامل برون زا قرار گیرند که می توانند مورفولوژی و / یا عملکرد آنها را تغییر دهند.

از این روش داده‌های سه بعدی، می‌توان اطلاعات مختلفی را در مورد سلول بازیابی یا استنباط کرد، به عنوان مثال، سلول‌های سرطانی را می‌توان در بین بافت‌های سالم متمایز کرد یا می‌توان آن را کشف کرد که آیا دارویی اثرات مورد انتظار را بر بیماری‌های سلولی دارد. ساختارهای درون سلولی را می توان با به دست آوردن اطلاعات در مورد فنوتیپ های سلولی مشاهده و اندازه گیری کرد، مورفوژنز یا برخی از عملکردهای آنها را می توان با ارزیابی تعداد و اندازه آنها آشکار کرد.

با این حال، سیستم های TPM معمولی در شرایط ایستا کار می کنند، که امکان انجام آزمایش های با توان بالا را محدود می کند. از آنجایی که جمعیت های سلولی اغلب با توجه به فاز چرخه سلولی، اندازه، حجم و وضعیت فیزیولوژیکی ناهمگن هستند، تجزیه و تحلیل کم توان باعث می شود تنوع درون سلولی که برای سنجش تنوع و جستجوی سلول های نادر با ویژگی های خاص (مثلا تومور یا تومور یا تومور یا تومور یا تومور یا تومور یا تومور یا تومور یا تومور یا تومور) ضروری است، از بین برود. سلولهای بنیادی).

متداول ترین روش استفاده شده از TPM برای آنالیز سلول ها در یک بشقاب یا ظرف کشت سلولی است که تک تک سلول ها را در یک زمان تجزیه و تحلیل می کنند. با این حال، آنچه در پزشکی شخصی‌سازی شده باید در نظر گرفته شود این است که داشتن اطلاعات تک سلولی برای تعداد زیادی سلول، داشتن داده‌های آماری قابل‌توجهی است.

سیستم های FC در حال حاضر برای این منظور در ترکیب با میکروسکوپ فلورسنت پذیرفته شده است. FC نشان‌دهنده تکنیک استاندارد طلایی است زیرا قابلیت‌های تصویربرداری تک سلولی میکروسکوپ را با قابلیت‌های بازده بالای FC ترکیب می‌کند. در FC تصویربرداری معمولی، هزاران تصویر دو بعدی (2 بعدی) در هر ثانیه جمع‌آوری می‌شوند، اما محتوای آموزنده آنها اغلب به مورفولوژی سلولی و امضای مبتنی بر فلورسانس محدود می‌شود. در دهه گذشته، تصویربرداری FC به دلیل توانایی آن در تشخیص تنوع درون سلولی در جمعیت های ناهمگن، توجه زیادی را برانگیخت. با این حال، ترکیب یک TPM با یک سیستم FC تا به امروز چالش برانگیز بوده است.

ترکیبی با فلوسیتومتری

در مطالعه جدید، اکنون پتانسیل TPM و FC با هم ترکیب شده و تکنیک تصویربرداری TPM-FC را ایجاد کرده است. به گفته محققان، این یک گام مهم رو به جلو در مسیر توسعه روش‌های TPM-FC است زیرا یک مسئله بیولوژیکی کلیدی حل شده است – تجسم سه بعدی با توان بالا و اندازه‌گیری کمی LDs در هر سلول معلق زنده.

تجزیه و تحلیل LDs یک زمینه در حال رشد است، به ویژه از آنجایی که این اندامک ها به عنوان ذرات پویا با نقش های کلیدی در چندین فرآیند تنظیم سلولی شناخته شده اند. در ابتدا به طور انحصاری به عنوان اندامک های ذخیره چربی توصیف شد، اکنون مشخص شده است که اختلال در تنظیم LD ممکن است پیامدهایی در بیماری ها داشته باشد و بنابراین ارزیابی پارامترهای مرتبط با LD ممکن است به عنوان نشانگرهای زیستی مورد بهره برداری قرار گیرد. در واقع، LD ها در پاتولوژی های مختلف، از جمله دیابت، تصلب شرایین، بیماری کبد چرب، عفونت های پاتوژن، بیماری های عصبی و سرطان نقش دارند. علاوه بر این، آنها به عنوان نشانگرهای ساختاری التهاب شناخته می شوند، زیرا افزایش قابل توجهی در تعداد و اندازه LD به سرعت در سلول های ایمنی در پاسخ به محرک های التهابی رخ می دهد. شواهد اخیر نشان می‌دهد که مونوسیت‌های بیماران کووید-۱۹ پراکنده می‌شوند.

منابع: diseñador 3d, 3d house design

نرم افزار گرامرلی

ایندکسر