Ikke-invasiv mikroskopi detekterer aktiveringstilstand og skelner mellem celletyper

De fleste analytiske metoder inden for biologi kræver invasive procedurer for at analysere prøver, hvilket fører til irreversible ændringer eller endda deres ødelæggelse. Desuden, følsomheden af ​​sådanne tilgange stammer ofte fra gennemsnittet af signaler genereret af et stort antal celler, gør det umuligt at studere den underliggende heterogenitet af svar.

På det medicinske område, Røntgen- og MR-billeddannelse er yderst nyttige, da de tillader diagnosticering gennem ikke-invasiv billeddannelse. Tilsvarende etiketfri teknikker bliver stadig mere populære i mikroskopi takket være deres ikke-invasivitet. Kvantitativ fasemikroskopi, sammen med Raman-spektroskopi, er etiketfri teknikker, der anvendes i denne undersøgelse til at udvinde biomarkører baseret på cellulær morfologi og intracellulært indhold. Disse metoder er tidligere blevet brugt til at karakterisere prøver og identificere celler fra forskellige oprindelser; imidlertid, måling af finere træk end celletypen med disse teknikker har vist sig at være udfordrende.

Adjunkt Nicolas Pavillon og lektor Nicholas I. Smith fra Immunology Frontier Research Center (IFReC) ved Osaka University udviklede en mærkefri multimodal billeddannelsesplatform, der gør det muligt at studere cellekulturer non-invasivt uden behov for noget kontrastmiddel. Forskerparret viste, hvordan de mærkefrie signaler kan bruges til at skabe modeller, der kan detektere aktiveringstilstanden af ​​makrofagceller og skelne mellem forskellige celletyper selv i tilfælde af meget heterogene populationer af primære celler. "Vi udtænkte specifikke statistiske værktøjer, der gør det muligt at identificere de bedste metoder til at detektere svar på enkeltcelleniveau, og vise, hvordan disse modeller også kan identificere forskellige prøver, selv under identiske eksperimentelle forhold, giver mulighed for påvisning af afvigende adfærd, siger lektor Smith.

Resultaterne af denne undersøgelse viser, at en ikke-invasiv optisk tilgang, som muliggør undersøgelse af levende prøver uden at kræve kontrastmidler, kan også opnå høj følsomhed på enkeltcelleniveau. "I særdeleshed, " siger adjunkt Pavillon, "Vores resultater viser, at denne metode kan identificere forskellige celleundertyper og deres molekylære ændringer under immunresponset, såvel som afvigende adfærd mellem prøver."