Måle- og databehandlingsprincip, hvor morfologiske og spektrale parametre anvendes til at generere en statistisk model, der giver mulighed for analyse af nye cellulære data taget i senere eksperimenter til klassificering og analyse. Kredit:Pavillon et al. PNAS
Nicolas Pavillon (adjunkt), Nicholas I. Smith (lektor, Immunology Frontier Research Center, Osaka University) og samarbejdspartnere udviklede en etiketfri multimodal mikroskopi-platform, der tillader ikke-invasiv undersøgelse af cellulære præparater uden behov for yderligere kemikalier eller kontrastmiddel. Parametrene ekstraheret fra disse målinger, kombineret med maskinalgoritmer, muliggøre undersøgelse af fine cellulære processer såsom makrofagceller aktivering ved udsættelse for lipopolysaccharid (LPS). Forfatterne demonstrerer, at aktivering, samt delvis aktiveringsinhibering, kan observeres på enkeltcelleniveau gennem fænotypisk og molekylær karakterisering udelukkende gennem ikke-invasive optiske midler.
Etiketfrie optiske målinger er blevet populære takket være deres evne til at observere prøver ikke-invasivt. Teknikker såsom kvantitativ fasemikroskopi eller Raman -spektroskopi, som brugt i denne undersøgelse, har været udbredt brugt i de seneste år til at karakterisere prøver og identificere celler fra forskellig oprindelse. Imidlertid, specificiteten af disse fremgangsmåder tillader normalt kun forskelsbehandling af celletyper. Gruppen viser i denne undersøgelse, at fine processer såsom makrofagaktivering i populationer af identiske celler også er mulige.
Standard analysemetoder er ofte ødelæggende for prøven, eller stole på kontrastmidler til at detektere specifikke molekyler af interesse, hvilket begrænser undersøgelsen til kendte målmolekyler. Den fremgangsmåde, der er udviklet her, er baseret på ikke-invasive teknikker, der er afhængige af prøvens endogene kontrast, dvs. på dets fænotype og hele intracellulære molekylære indhold. Desuden, standard analyser, trods deres følsomhed, måler ofte prøver på et befolkningsniveau drage fordel af den kumulative virkning på udskillede molekyler, men mister oplysningerne om individuelt mobilrespons. Den præsenterede tilgang giver målinger på enkeltcellet niveau, muliggør undersøgelse af celle-til-celle-variation inden for populationer.