Stanford’dan canlı hücreler için etiketsiz mikroskopi teknolojisi

Stanford Üniversitesi'nden araştırmacılar, canlı hücreleri floresan etiket kullanmadan 120 nanometre çözünürlükte görüntüleyebilen yeni bir mikroskopi yöntemi geliştirdi.

İlaç geliştirme, kanser araştırmaları ve moleküler biyoloji çalışmalarında hücre içi süreçleri canlı ve doğal haliyle izleyebilmek büyük önem taşıyor. Ancak uzun yıllardır kullanılan floresan etiketleme yöntemleri, bazı durumlarda hücre davranışlarını değiştirebiliyor, sinyal zamanla zayıflayabiliyor ve aynı anda gözlemlenebilen yapı sayısı sınırlı kalabiliyor. Stanford Üniversitesi’nden araştırmacılar, bu sınırlamaları aşmak için yeni bir mikroskopi teknolojisi geliştirdi. İnterferometrik Görüntü Tarama Mikroskobu olarak adlandırılan iISM yöntemi, canlı hücrelerin içindeki küçük yapıları floresan boya kullanmadan görüntüleyebiliyor. Çalışma, Stanford Üniversitesi Kimya Profesörü ve 2014 Nobel Kimya Ödülü sahibi W. E. Moerner liderliğindeki ekip tarafından yürütüldü ve Light: Science and Applications dergisinde yayımlandı.HÜCRELER DOĞAL HALİYLE İZLENİYORiISM teknolojisi, hücre içindeki yapıların hareketini ve etkileşimlerini dış etiketlere ihtiyaç duymadan izleyebiliyor. Bu sayede hücrelerin doğal davranışları daha az müdahaleyle gözlemlenebiliyor. Bu özellik, özellikle ilaç adaylarının canlı hücreler üzerindeki etkilerini daha doğru değerlendirmek isteyen biyoteknoloji ve ilaç araştırmaları açısından önemli görülüyor. Profesör Moerner, yeni mikroskobun hücre içindeki küçük yapıları ve moleküler makineleri floresan eklemeden, değişim ve etkileşim halindeyken görmeye imkan verdiğini belirtti. Moerner, yöntemin hücresel süreçlere daha doğrudan bir pencere açtığını ifade etti.İKİ MİKROSKOPİ YAKLAŞIMI BİRLEŞTİRİLDİYeni teknoloji, süper çözünürlüklü floresan mikroskopi alanındaki deneyim ile interferometrik saçılma mikroskopisi yaklaşımını bir araya getiriyor. Sistemde lazer ışığı hücreye yönlendirildiğinde hücre içindeki yapılar ışığı saçıyor. İkinci bir lazer ışını ise bu zayıf saçılma sinyallerini güçlendirerek görüntünün elde edilmesini sağlıyor. Klasik konfokal mikroskoplarda kullanılan iğne deliği ve tek dedektör yerine, iISM’de daha fazla ışık toplayabilen dedektör dizileri kullanılıyor. Bu dizilerden gelen çok sayıda görüntü verisi birleştirilerek 120 nanometre çözünürlüğe ulaşılabiliyor.DAHA UZUN VE DAHA NAZİK GÖZLEMiISM’nin düşük aydınlatma gücüyle çalışabilmesi, canlı hücrelerin ışık kaynaklı zarar görme riskini azaltıyor. Bu da uzun süreli gözlemlerde hücrenin yapısını ve davranışlarını daha iyi korumaya yardımcı oluyor. Floresan etiketleme gerektirmeyen bu yaklaşım, özellikle hassas hücresel süreçlerin izlenmesinde daha güvenilir veri elde edilmesini sağlayabilir. Araştırmacılar, teknolojinin tek bir uygulama alanıyla sınırlı kalmayacağını, yaşam bilimlerinde farklı sorulara yanıt verebilecek geniş bir platform niteliği taşıdığını belirtiyor.KANSER VE ENFEKSİYON ARAŞTIRMALARIStanford ekibi, iISM teknolojisini farklı biyolojik sorunlara uygulamak için çalışmalarını sürdürüyor. Öncelikli alanlar arasında bitki-mikrop etkileşimlerinin incelenmesi, kanser ilaçlarının hücre içindeki hareketlerinin izlenmesi ve sıtma enfeksiyonlarında kırmızı kan hücrelerinin nasıl değiştiğinin araştırılması bulunuyor. Araştırmacı Michelle Kueppers, yöntemin niş bir teknikten ziyade geniş kullanım alanlarına sahip bir platform olduğunu belirtti. Kueppers’a göre bu teknoloji, daha önce yanıtlanması zor olan birçok biyolojik ve klinik sorunun incelenmesine katkı sağlayabilir. iISM’nin yaygınlaşması halinde, biyoteknoloji ve ilaç araştırmalarında hücrelerin daha doğal koşullarda izlenmesini sağlayan yeni bir görüntüleme standardı oluşabilir.