تطوير تقنية الفحص المجهري لمراقبة الالتصاق البؤري في الخلايا
تمكن الباحثون من تطوير شكل جديد من المجهر يسمح لهم بمراقبة تشكيل وتطور الأورام البؤرية على سطح الخلية .
الالتصاق البؤري
الالتصاق البؤري هو مجموعة من البروتينات الكبيرة التي تتواجد في المنطقة حيث يلتقي غشاء الخلية بالمصفوفة الخارجية للخلية (ECM)، وهي مجموعة من الجزيئات المحيطة بالخلايا التي توفر الدعم وتنظم الإشارات الميكانيكية الصغيرة للخلايا. يعتبر فحص الالتصاقات البؤرية أحد العناصر الرئيسية لفهم كيفية انتشار الخلية وتمايزها وهجرتها، والتي يمكن أن تساعد في علاج الأمراض مثل السرطان .
تطوير تقنية الفحص المجهري لمراقبة التصاق البؤري في الخلايا
قد أنشأ باحثون في معهد بيكمان للعلوم والتكنولوجيا المتقدمة ومختبر ميكروي وتقنية النانو في جامعة إلينوي نموذجا جديدا للفحص المجهري يتيح لهم رصد تشكيل وتطور الالتصاقات البؤرية على غشاء الخلية. تفاصيل هذه الدراسة المسماة بـ”التحليل الكمي لديناميكيات الالتصاق البؤري باستخدام الفحص المجهري الفوتوني المرن (PROM)” توضح كيف يمكن لتقنية تصوير الخلايا الحية الجديدة رصد تشكيل وتطور الالتصاقات البؤرية في الخلية، وتم نشرها مؤخرا في مجلة Light Science & Applications .
حول تطوير التقنية الجديدة
يقول يو تشو، زميل ما بعد الدكتوراه في معهد بيكمان والمؤلف الأول لهذا البحث: “هذا هو نوع جديد من طريقة الفيزياء الحيوية المستخدمة لقياس شدة ذروة التحول (PIS) من الأطياف المنعكسة من المواد الحيوية على سطح الكريستال الضوئي، ويشير PIS إلى تغير حجم الكتلة في منطقة الالتصاق المحورية في الخلية أثناء وجودها على قيد الحياة”، وتتضمن الطرق السابقة تصنيف الخلايا باستخدام الأصباغ أو بقايا الفلورسنت، والتي لا تستطيع فقط تغيير التركيب الفيزيائي والكيميائي للخلية، بل يمكن أن تعرض الباحثين للخطر. وقال تشو: “عادة ما ينظر الناس إلى الالتصاق البؤري باستخدام علامات الفلوري أو البروتينات، ولكن التصوير الفلوري هو طريقة تصوير غير غازية يمكن أن تغير مواصفات أو تمنع مواقع الارتباط للبروتينات في منطقة الالتصاق البؤري .
تقتصر أهمية الفحص المجهري الدقيق على تأثير يسمى “photobleaching”، حيث تبقى الأصباغ الضوئية فقط ساطعة لبضع ثوان، ومع ذلك، تحدث العديد من العمليات الخلوية الهامة على مدى دقائق أو ساعات أو أيام، ولأن PROM لا يستخدم أصباغا ضوئية بل يستخدم إضاءة منخفضة الكثافة، فلا يوجد حد لمدى قياس الخلايا الحية، وقال تشو: “في المستقبل، نخطط لاستخدام PROM لدراسة تمايز الخلايا الجذعية، والذي يمكن أن يحدث على مدى عدة أسابيع .
الـ PROM
يتم استخدام PROM سطح جهاز استشعار بيولوجي كريستالي ضوئي لإنشاء حقل زائل (حقل كهرومغناطيسي مرتبط بالسطح). يضاء الغشاء الخلوي المرفق بشكل انتقائي فقط، بواسطة ECM المرتبطة به والتراكمات البروتينية داخل الغشاء الخلوي مباشرة. يقيد البلورة الفوتونية بشدة انتشار الضوء الجانبي، مع الحفاظ على إضاءة السطح الحيوي بشكل صارم، لتمكين التصوير ذو الدقة العالية لامتداد الغشاء الخلوي .
وقال بريان كننغهام أستاذ الهندسة الكهربائية والكمبيوتر والهندسة الحيوية، والباحث الرئيسي لمشروع PROM : ” توفر PROM معلومات في الوقت الفعلي عن العمليات الديناميكية التي تحدث تحديدا على أغشية الخلايا غير المتوفرة بأي طريقة أخرى، وبما أن العديد من العمليات البيولوجية يتم توسطها من خلال ربط الخلايا بالأسطح، فإن PROM توفر رؤية فريدة للهجرة، الانجذاب الكيميائي، السمية الكيماوية، التمايز، تشكيل الأغشية الحيوية، والقسمة، ونحن نرى PROM كأداة جديدة مثيرة لبيولوجي الخلية التي يمكن أن تكون أيضا تطبق على اختيار الأدوية المضادة للسرطان، وهندسة الأنسجة، ونمذجة الأورام المدمجة في جهاز الاستشعار ” .
المصدر : ساينس ديلي