Vědci v Praze vylepšili možnosti superrozlišovací mikroskopie!

Tým vědců z Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR v Praze ve spolupráci s EPFL ve Švýcarsku vylepšil možnosti fluorescenční superrozlišovací mikroskopie, za níž byla v roce 2014 udělena Nobelova cena. Podle vedoucího výzkumu Marka Cebecauera může nová metoda významně posunout například chápání funkcí lidského imunitního systému nebo původ neurodegenerativních onemocnění. O nové metodě informoval vědecký časopis Nature Communications.

Foto: Zdroj OptiXs

Nově vyvinutá metoda využívající vlastnosti fluorescenční superrozlišovací mikroskopie (bSOFI) umožňuje sledovat procesy v buňkách či na jejich povrchu v rozlišení okolo 25 nanometrů (miliardtin metru). To je desetkrát ostřejší obraz než v případě standardní mikroskopie (viz obrázek dole). Metoda se zaměřuje na hustotu jednotlivých molekul v konkrétních lokalitách. V určitých aspektech nová metoda posouvá dosavadní hranice superrozlišovací mikroskopie, za níž byla v roce 2014 udělena Nobelova cena za chemii. „Zjednodušeně řečeno je to, jako bychom na satelitní fotografii lesa dokázali konečně rozeznat jednotlivé stromy. Samotná metoda je dosti složitá, ale v publikované práci ji dáváme volně k dispozici a začínáme pracovat na uživatelsky příjemném softwaru, aby mohla být hojněji využívána. Možnosti jejího využití jsou totiž široké,“ říká vedoucí týmu Marek Cebecauer Ph.D. z Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského.

Porozumět bílým krvinkám

Novou metodu hodlá Marek Cebecauer jakožto biochemik využít ve výzkumu imunitního systému. „Zajímá nás funkce lymfocytů a obecně lidské imunity,“ vysvětluje. „Molekuly na povrchu lymfocytů, například bílých krvinek nejsou rozprostřeny náhodně. Objevujeme je ve shlucích. Ale proč? To nikdo přesně neví a existuje několik teorií, proč se tak děje. Sledováním ve vyšším rozlišení můžeme zjistit spoustu nových informací o organizaci molekul, které ovlivňují různé důležité procesy včetně funkce nebo nefunkce obranného systému našeho těla,“ věří.

Ve většině případů se lidská onemocnění vysvětlují ztrátou funkce nějaké důležité látky v našem těle a to hlavně z důvodů její nepřítomnosti nebo nedostatečné přítomnosti. Jindy je takové látky naopak moc. „V mnoha případech však tato vysvětlení selhávají. Proto se nabízejí jiné teorie a hypotézy, například narušení přesného seskupení konkrétních látek. Jenže o přesné lokalizaci látek v našem těle se toho ví zatím stále málo,“ vysvětluje Marek Cebecauer.

Důvodem je podle něj malá dostupnost vhodných metod pro studium molekul v buňkách s přesností v řádu nanometrů. Skupina Marka Cebecauera se zaměřuje právě na studium přesné lokalizace důležitých molekul v našem těle, konkrétně v imunitních a neurálních buňkách. „Snažíme se popsat vliv změn umístění konkrétních látek na funkci imunitního systému a rozluštit tak důvody nemocí, o kterých zatím moc nevíme. Pro svůj výzkum potřebujeme ty nejlepší zobrazovací metody,“ dodává k nově vyvinuté zobrazovací metodě.

Obr.: UFCH JH – Porovnání stávající a nové metody a rozlišení. Nahoře pro názornost, dole realita.

Pochopíme někdy Alzheimeru chorobu?

Zkoumání interakcí imunitních buněk s okolím na té nejelementárnější úrovni může vysvětlit, jak spolu celý tento složitý systém v našich tělech komunikuje a rozhoduje. „Může teoreticky pomoci pochopit zákonitosti vzniku a průběhu autoimunitních onemocnění nebo naopak nedostatečné imunitní reakce včetně rakoviny. Obzvláště nás zajímá vliv faktorů moderní společnosti, jako například zátěžový stres, na rozvoj psychických potíží,“ říká Cebecauer.

V neposlední řadě mluvíme podle vedoucího výzkumu o neurodegenerativních onemocněních, jako jsou Alzheimerova nebo Parkinsonova choroba. „Pro obě chybí vysvětlení jejich vzniku v ranějších stádiích života. Dosavadní výsledky směřují převážně k důsledkům, které však nepomáhají při návrhu léčby. Naší metodou by mělo být možné rozeznat změny uspořádání kritických látek účastných ve vývoji této nemoci, lépe je klasifikovat a sledovat, jak reagují na různé změny způsobené stárnutím organismu či zhoršujícím se životním prostředím,“ popisuje Cebecauer.

Vývoj nové zobrazovací metody byl interdisciplinární záležitostí. Na vzniku se podíleli biologové, biochemici i přední počítačoví odborníci včetně pracovníků Vysoké školy polytechnické (EPFL) ve švýcarském Lausanne a Ústavu molekulární genetiky AV ČR. Tým vědců nyní kromě aplikace metody na studium buněk a práce na vývoji příslušného softwaru usiluje o vývoj 3D varianty teto metody. Vše však záleží na grantech. „Potřebovali bychom k tomu novou optiku vyrobenou na míru a více supercitlivých kamer. Bavíme se přitom o částkách v řádu jednotek milionu,“ uzavírá Cebecauer. Naproti tomu výpočetní výkon současných počítačů stačí. Současné herní počítače s jejich grafickými kartami jsou podle Cebecauera dostatečné i pro studium funkcí lidského těla.

Rubriky:  Medicína Objevy
Publikováno:
Další články autora
Právě v prodeji
Tip redakce

Související články

Krysy jsou nevinné

Krysy jsou nevinné

Tým vědců z univerzity v Oslu a z italské Ferrary omilostnil krysy obviněné z rozšíření...
Čeští vědci na Nové Guinei objevili nový druh jeskynního raka

Čeští vědci na Nové Guinei...

Rak nažloutlý (Cherax acherontis) je prvním nalezeným jeskynním rakem žijícím mimo...
Vědci ví, co zabilo miliony Mexičanů v šestnáctém století

Vědci ví, co zabilo miliony Mexičanů...

Na jihu dnešního Mexika v 16. století řádila záhadná nemoc, která usmrtila...
Orangutani objevili lék na bolavé končetiny

Orangutani objevili lék na bolavé...

Jakkoliv zní titulek zvláštně, je tomu skutečně tak. Prestižní odborný časopis...
Je cukr opravdu „bílý jed”?

Je cukr opravdu „bílý jed”?

Sociální sítě a obecně internet je v poslední době plný tvrzení, že cukr je...
Na Novém Zélandu našli vědci zkamenělinu netopýra

Na Novém Zélandu našli vědci...

Paleontologům se podařil u bývalého důlního města Saint Bathans ve...
Špeh v tobolce: Australští vědci testovali „jedlé“ senzory

Špeh v tobolce: Australští vědci...

Australští vědci mají za sebou první testování technologicky pokročilejších...
Jedinečná bakterie z pouštních jezer

Jedinečná bakterie z pouštních...

Nové, dosud v žádném jiném organizmu nepopsané uspořádání molekul...
Ozónová díra nad polární oblastí

Ozónová díra nad polární oblastí

Tým brněnských vědců z Ústavu přístrojové techniky AV ČR spolu...
Archeologové v Peru nalezli komnaty Močiků

Archeologové v Peru nalezli...

V Peru se podařilo specialistům vykopat trosky dvou místností. Ty se před více jak 1500...

Nenechte si ujít další zajímavé články

Nacistické bestie: Dozorkyně, které vás budou strašit ve snech!

Nacistické bestie: Dozorkyně,...

Kdo má zrůdnosti nacistické říše spojené především s aktivitou mužů, je na hlubokém omylu....
Celebrity na hraně zákona: 6 nejslavnějších lidí ve sporu se zákonem!

Celebrity na hraně zákona: 6...

Provází je blesky fotoreportérů a vášnivá přízeň fanoušků. Přesto nejsou...
Podivínský Dalí: Výkaly cpe do cukřenky!

Podivínský Dalí: Výkaly cpe do...

Někteří lidé jsou podivíni již od pohledu. Když jsou navíc až geniálně...
Tajné zbraně nacistů: Mohly změnit svět?

Tajné zbraně nacistů: Mohly...

Je známo, že válka vytváří příležitosti k technologickému pokroku. A 2....
Manželky římských senátorů píchaly otrokyně špendlíkem!

Manželky římských senátorů píchaly...

Antonia, pětačtyřicetiletá žena bohatého římského senátora, rozkazuje...
Vedro, nebo zima? Předvídejte počasí podle přírody

Vedro, nebo zima? Předvídejte...

Pozorujete znamení, díky kterým včas poznáte, zda bude hezky, nebo se naopak blíží...
Strašák jménem endometrióza: Nemoc bránící početí

Strašák jménem endometrióza: Nemoc...

Endometriózou trpí zhruba 6-10 procent žen v plodném věku, přičemž ročně je...
Řídil otec vlasti Karel IV. svůj život i stát podle hvězd?

Řídil otec vlasti Karel IV. svůj...

Astrální prvky v sobě ukrývá doslova každý počin českého krále a...
VIDEO: Neuvěřitelné triky s Fidget spinnerem!

VIDEO: Neuvěřitelné triky s...

Loni dorazil do České republiky fenomén jménem Fidget...
Poznejte své IQ

Poznejte své IQ

V našem profesionálně sestaveném testu ihned zjistíte přesné výsledky a obdržíte certifikát.