Рассеяние золотых наностержней, используемое для обнаружения подтипов макрофагов

Рассеяние золотых наностержней, используемое для обнаружения подтипов макрофагов

Каждая биологическая система естественным образом снабжена защитным механизмом для защиты от аномальных изменений, вызванных либо местными, средовыми, либо биохимическими изменениями. Белые кровяные тельца (WBC) играют роль такого «солдата» в нашем иммунном ответе.

Один тип лейкоцитов, известный как макрофаги, является наиболее эффективным и специализированным истребителем, поскольку он одновременно обладает способностью избирательной идентификации и уничтожения иностранных захватчиков, а также способностью заживлять раны. В зависимости от распределения работы макрофаги в основном бывают двух типов: M1 и M2. Клетки M1 действуют как «профессиональные убийцы», тогда как клетки M2 более сконцентрированы на лечебной деятельности.

В нормальной, здоровой ситуации иммунная система поддерживает хороший баланс между клетками M1 и M2. Но в болезненных состояниях, таких как бактериальные, вирусные или паразитарные инфекции или воспаления при атеросклерозе, раке или артрите, нарушается баланс между M1 и M2, и в зависимости от кризиса происходит определенный сдвиг в популяции M1 или M2. Если бы такие изменения можно было отслеживать, это позволило бы легко диагностировать и прогнозировать состояние здоровья. В настоящее время не существует инструмента, который мог бы обеспечить простое обнаружение клеток M1 / ​​M2 непосредственно из тканевой жидкости или образца крови без использования меток без флуоресцентной маркировки.

В исследовании, только что опубликованном в журнале Nano Letters исследователи из Университета Бар-Илан в Израиле показали простое решение этой проблемы с помощью эффекта рассеяния золотых наностержней (GNR). Наночастицы на основе золота хорошо известны своим выдающимся оптическим свойством с высокими эффектами поглощения и рассеяния. Управляя эффектом рассеяния и регулируя покрытие поверхности GNR, исследователи смогли идентифицировать изменения оптических свойств макрофагов M1 и M2 и использовать их в качестве параметра для отслеживания физиологических изменений.

Исследователи использовали проточный цитометр (FCM), чтобы зафиксировать изменения в гранулярности клеток, чтобы идентифицировать макрофаги, нагруженные GNR, и определить удельное рассеяние GNR. FCM обычно используется для идентификации конкретной популяции флуоресцентно-меченых клеток, но в этом случае он использовался для детекции без метки, основанной только на рассеянии, исходящем от GNR. С помощью этого уникального метода исследователи обнаружили, что один тип покрытия GNR проявляет большую селективность в отношении клеток M2 по сравнению с M1.

«Наш подход к использованию рассеяния GNR для идентификации макрофагов M1 и M2 открывает новую стратегию клеточной идентификации с использованием FCM с помощью увеличенного рассеяния интернализованных наночастиц», говорит доктор Ручира Чакраборти, ведущий научный сотрудник лаборатории профессора Дрора Фикслера в Университете Бар-Илан, инженерный факультет им. Кофкина и Институт нанотехнологий и перспективных материалов. «Дальнейшее развитие этой техники приведет нас к созданию нового пункта оказания медицинской помощи или инструмента для биопсии, который может предсказывать стадии проявления таких заболеваний, как рак, атеросклероз и фиброз, только по простым тканевым жидкостям или образцам крови», говорит профессор Дрор Фикслер, директор Института нано Бар-Илан, который руководил исследованием в сотрудничестве с профессором Раном Корновски и доктором Дорит Лешем из больницы Бейлинсон.

Это исследование финансировалось Израильским научным фондом (ISF) и Комитетом по планированию и бюджету Совета высшего образования Израиля.

Источник: http://www.biu.ac.il/

Source link