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/