Учеными из Германии разработана аналитическая платформа, способная оказывать контролируемое механическое воздействие на живые клетки, в то же самое время следящая за изменениями в морфологии клеток и их аналитического сигнала.

Процессы в клетках, инициируемые механическим воздействием, играют ключевую роль при восстановлении сломанных костей, а также для нормальной работы легких. Информация об этих процессах могла бы помочь в разработке методов терапии легких, сердечнососудистых заболеваний, а также травм.

Рис. 1. Аналитическое устройство состоит из системы,
растягивающей клетку, датчика атомно-силового
микроскопа и объектива инвертированного микроскопа.
(Рисунок из Analyst, 2012, DOI: 10.1039/c2an36001b).

Кристин Кранц (Christine Kranz) с коллегами из Университета Ульма скомбинировала флуоресцентную микроскопию с атомной силовой микроскопией и использовала эту комбинацию для изучения клеток.

В систему из двух микроскопов было интегрированное автоматизированное устройство для растяжения клеток. Кранц отмечает, что устройство, растягивающее клетки, было скомбинировано с биосенсорной технологией, позволяющей, например) проводить локальное измерение концентрации аденозинтрифосфата (АТФ), который является одним из наиболее важных сигнальных соединений, связанных с механическим воздействием на клетку. Так,

последовательное определение содержание АТФ на поверхности клеток, подвергающихся механическому воздействию, упрощает исследование всего каскада сигнальных реакций, сопряженных с механической деформацией клетки.

Кранц отмечает, что существующие методы анализа клеток основаны на применении отдельных, индивидуальных аналитических методик, которые в большей степени анализируют кондиционированную среду, а не молекулярные сигналы и не морфологические изменения, связанные с поверхностью клетки, что приводит к получению ограниченной информации.

Таня Дамс (Tanya Dahms) из Университета Регина (Канада), специалист по применению микроскопии для изучения отклика микроорганизмов на внешние раздражители, отмечает, что одновременное исследование клеток и их содержимого представляет собой будущее в применении микроскопии для изучения биологических систем. Она добавляет, что

система, созданная Кранц с соавторами, позволяет изучать пролиферацию, дифференциацию, рост и перемещение клеток.

Исследователи из группы Кранц планируют интегрировать миниатюрный амперометрический сенсор АТФ в систему, содержащую атомно-силовой микроскоп и сканирующий электрохимический микроскоп, чтобы следить за молекулярными процессами на уровне единичной клетки.