Unikátní metoda, která umožňuje pozorovat vnitřek živé buňky optickým mikroskopem bez použití značících látek, vymysleli vědci z Jihočeské univerzity. Dosud to bylo možné jen u buněk, do kterých se předem vstříkla zbarvující látka. Výsledky tříletého výzkumu nedávno publikoval časopis Ultramicroscopy a text se zařadil mezi 30 nejzajímavějších článků z fyziky na světě. Uvedl to tým vědců z Jihočeské univerzity v dnešní tiskové zprávě.
Postup vyvinutý týmem profesora Dalibora Štyse z laboratoře experimentálních komplexních systémů na Fakultě rybářství a ochrany vod Jihočeské univerzity v Českých Budějovicích umožňuje díky optickému mikroskopu nahlížet hlouběji do objektů, aniž by bylo nutné je předem jakkoli měnit. Postup využívá množství snímků pořízených z mírně odlišných pozic. „Hledá objekty, které nejvíce mění procházející světlo, a také ty objekty, které se pohybují. Tím zvýrazňuje detaily buněčné struktury účinněji než všechny dosavadní metody,“ popsala mediální zástupkyně projektu Klára Pirochová.
Optický mikroskop dosud dokázal zobrazit jen objekty určité velikosti; menší struktury uvnitř buněk bylo možné vidět jen při značení zbarvujícími látkami. „Výhodou naší metody je to, že jsme schopni použít vzorky neznačené. Je to vhodné pro živou buňku, protože pokud ji značíte chemickou látkou, která svítí, tak ji vlastně modifikujete,“ vysvětlila členka vědeckého týmu a hlavní autorka článku Renata Rychtáriková. Díky tomu je metoda vhodná pro zkoumání živých buněk v medicíně.
O výzkum projevili zájem v Rakousku. Vědci z Jihočeské univerzity nyní budou spolu se svými zahraničními kolegy zkoumat nanovlákna v kmenových buňkách, které mají zásadní roli při náhradě orgánů, ale také v léčbě rakoviny. Další využití metody je při kontrole 3D tisku velmi malých objektů, takzvaných nanostruktur. Dosud lze výsledky tisku zjistit jen částečně. „Nyní se to dělá pomocí mikroskopie atomárních sil, kde vidíte jen povrch. Pokud bychom použili optickou mikroskopii, můžeme proostřit vzorek a vidět například i vady struktury, kterou natiskli,“ uvedla Rychtáriková.
Co je mikroskopie? Mikroskopie je i ve světovém měřítku nadále významný vědní obor, v roce 2014 za něj dostali Nobelovu cenu Američané Eric Betzig, William E. Moerner a Němec Stefan Hell. Ti se však věnovali právě zmíněné fluorescenční mikroskopii. Tým z Jihočeské univerzity se bez značících látek obejde.
- Přínos pro medicínu - metoda umožňuje studium živých buněk bez jejich chemické modifikace a otevírá cestu ke zkoumání kmenových buněk a jejich aplikacím v náhradě orgánů a v terapiích proti rakovině.
- Praktické využití - nová technika může poskytnout lepší pohled na nestandardní vady nanostruktur a pomáhá při kontrole 3D tisku velmi malých objektů bez nutnosti častého značení.
- Technologický kontext - metoda využívá sérii snímků z různých pozic, které detekují změny procházejícího světla a pohyb objektů, čímž zvyšuje viditelnost vnitřních buněčných struktur.
Galerie mikroskopie s českými kořeny patří do stovky nejlepších přístrojů; tým z Jihočeské univerzity je jedním z předních vývojářů, kteří posunují hranice optické zobrazovací techniky. Přestože mikroskopie jako obor pokračuje ve svém vývoji, princip bezznačného pozorování živých buněk zůstává jádrem nového směru v biomedicínské zobrazovací technologii.
Pro vizualizaci a podporu textu lze použít ilustrativní grafiku zobrazující proudění světla skrz molekuly a kontrasty vznikající díky pohybu objektů.
Vědecký tým dále spolupracuje na implementaci metody do praktických výzkumů, aby bylo možné porovnat její výsledky s existujícími technikami a ověřit jejich reprodukovatelnost v různých typech buněk a vzorků. Výsledky jejich práce byly publikovány v mezinárodním časopise Ultramicroscopy a článku se podařilo zařadit mezi 30 nejzajímavějších fyzikálních článků na světě, čímž se podtrhuje význam tohoto postupu pro další rozvoj zobrazovacích technik.
Možný dopad na budoucí výzkum
Unifikace bezznačného optického zobrazování může vést k rychlejší identifikaci buněčných struktur a procesů, což se přímo dotýká základního výzkumu, klinických aplikací a průmyslových technologií v nanostruktuře a tisku. Důraz na živé vzorky bez jejich chemické modifikace znamená snazší a eticky přijatelnější studium buněk v jejich přirozeném stavu. Budoucí práce zahrnují rozšíření techniky na širší spektrum buněk a hledání optimálních podmínek pro co nejvyšší kontrast a spolehlivost zobrazení.
tags: #falsovani #kavy #mikroskopie