Nový cytometr měří pružnost buněk až stokrát rychleji: Klíč k včasné diagnostice rakoviny a dalších nemocí

Vědci z Brownovy univerzity ve spolupráci s Národním institutem pro standardy a technologie (NIST) vyvinuli nový mikrotektonický cytometr, který umožňuje měřit mechanické vlastnosti buněk, jako je jejich velikost a pružnost, výrazně rychleji a spolehlivěji než dosavadní metody.

Vědci z Brownovy univerzity ve spolupráci s Národním institutem pro standardy a technologie (NIST) vyvinuli nový mikrotektonický cytometr, který umožňuje měřit mechanické vlastnosti buněk, jako je jejich velikost a pružnost, výrazně rychleji a spolehlivěji než dosavadní metody. Tato inovace má zásadní význam pro lepší pochopení nemocí, přesnější diagnostiku a stanovení prognózy u pacientů.

Změny v pružnosti buněk jsou často spojeny s různými onemocněními. Například rakovinné buňky z nádorů obvykle měknou, jakmile se stávají nebezpečnějšími a náchylnějšími k šíření. Naopak krevní choroby, jako je malárie nebo srpkovitá anémie, mohou způsobit ztuhnutí červených krvinek. Mechanické změny na buněčné úrovni jsou rovněž pozorovány u neurodegenerativních, kardiovaskulárních a chronických zánětlivých onemocnění.

Dosavadní „zlatý standard“ pro měření pružnosti buněk, mikroskopie atomárních sil, vyžaduje, aby buňky byly přichyceny k povrchu a testovány jednotlivě, což je časově náročné a pomalé. Nový mechanofenotypizační cytometr se místo toho zaměřuje na měření „doby letu“ – času, který buňce trvá, než projde drobnými kanálky naplněnými kapalinou. Měkčí buňky se pohybují ke středu kanálku, kde proudí kapalina nejrychleji, zatímco tužší buňky zůstávají u okrajů, kde je proudění pomalejší. Tato metoda umožňuje analyzovat 60 až 100 buněk za sekundu, s potenciálem dosáhnout stovek až tisíců buněk za sekundu, což je výrazné zrychlení oproti jedné buňce za 30 sekund u starších metod.

Výzkum je výsledkem několikaleté spolupráce, kdy vědci z Brownovy univerzity přispěli syntetickými částicemi podobnými buňkám, které sloužily jako ideální kalibrační vzorky pro experimenty. Tým z NIST pak vytvořil základní design cytometrického zařízení. V budoucnu se plánuje využití tohoto cytometru ke studiu mechanických vlastností buněk z lidských krevních a tkáňových vzorků od klinických partnerů. Očekává se, že se objeví rozdíly mezi zdravými jedinci a těmi s určitými typy onemocnění, což by mohlo pomoci při diagnostice nebo prognóze vedle stávajících metod.