Nanoinjektion øger overlevelsesraten for celler

Hvordan vokser tumorer? Og hvordan omdanner bakterier harmløse stoffer til medicinske midler? Når biofysikere ønsker at forstå, hvad der sker i levende celler, de skal indføre fluorescerende prober eller andre fremmede molekyler. Der er flere måder at overvinde cellevæggen uden at forårsage permanent skade på cellen. Fysikere ved Bielefeld Universitet har udviklet en særlig skånsom metode til dette:nanoinjektion. I en ny undersøgelse, der skal findes i Videnskabelige rapporter udgivet af Natur , de viser, at med denne metode, ni ud af ti celler overlever at blive injiceret med fremmede molekyler.

En af de mest kendte metoder til at studere bakterielle, plante, og dyreceller er fluorescensmikroskopi. Når du bruger denne metode, proteiner eller andre strukturer i en celle farves ved hjælp af fluorescerende prober. Disse molekyler er fluorescerende. Let excitation får dem til at lyse, derved belyse de mærkede strukturer inde i cellen. 'Metoden fungerer meget godt på faste, det er ikke-levende celler, siger professor dr. Thomas Huser, leder af forskningsgruppen Biomolecular Photonics. 'Imidlertid, problemet er, at meget af det, vi gerne vil vide, kun kan opnås fra levende celler.'

Dr. Simon Hennig tilføjer:"Levende celler forhindrer indtrængen af ​​de fleste fluorescerende prober." Fysikeren arbejder i Husers forskningsgruppe. For at overvinde denne modstand, når der afgives fluorescerende prober ind i cellerne, han har udviklet metoden til nanoinjektion. Han bruger en lille, hul glaspipette til at levere de fluorescerende molekyler til individuelle celler. Processen styres af en computer. Et instrument, der er specielt udviklet til nanoinjektion, indsætter pipetten i cellen. Spidsen af ​​denne glaskapillær er meget mindre end den, der bruges ved almindelig mikroinjektion. I øvrigt, processen forhindrer cellen i at øge størrelsen, fordi kun molekylerne overføres og ikke væsken i pipetten også. 'Metoden er så præcis, at vi endda kan levere molekylerne til cellekernen, siger Hennig.

Den nye undersøgelse bekræfter, at metoden kan bruges til at injicere mange typer prober, og det er den meget godt tolereret af cellerne. "Dette bevis var nødvendigt, fordi tidligere teknikker som mikroinjektion skader cellerne så meget, at de fleste ikke overlever behandlingen, siger Hennig. Hans kollega Matthias Simonis testede nanoinjektionsmetoden på mere end 300 celler og sammenlignede resultaterne med mikroinjektion. Hovedfundet var, at 92 procent af cellerne overlevede nanoinjektion sammenlignet med 40 procent for mikroinjektion. Analyserne bekræftede også, at disse behandlede celler prolifererede normalt, siger Hennig. Ifølge fysikeren, spredning er ikke kun et tegn på en sund celle. Det åbner også op for nye muligheder for eksperimenter. For eksempel, en negativ påvirkning af injektionen kan på forhånd udelukkes. Dette giver forskerne mulighed for at studere de injicerede celler uden også at skulle tage effekten af ​​injektionen i betragtning. Hennig ser nanoinjektion som en særlig lovende måde at studere på, for eksempel, hvordan enkelte celler reagerer med hinanden.