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

Pitný režim: Nutnost nebo konspirační teorie?

Pitný režim: Nutnost nebo...

Tato otázka, která by ještě před pár lety byla pokládána za nesmyslnou, se...
S klimatizací opatrně – vedle nachlazení může poškodit i zrak

S klimatizací opatrně – vedle...

Zná to asi každý: horké letní sluníčko rozpaluje domy a v kancelářích...
Ohebný a tenčí než vlas

Ohebný a tenčí než vlas

Jak přesně funguje paměť, když zpracovává prožitky? A co se děje v lidském mozku při vzniku...
10 nemocí se jmény literárních postav

10 nemocí se jmény literárních...

Každý spisovatel a literát potřebuje pro svou tvorbu nějakou inspiraci. Ale...
Slovenský úspěch v boji se zhoubnými onemocněními

Slovenský úspěch v boji se...

Slovenští badatelé pod vedením chemika Jána Tkáče vyvinuli novou metodu...
Vědecká studie odhalila: Látka v některých mýdlech a zubních pastách škodí zdraví

Vědecká studie odhalila: Látka v...

Že některá mýdla a zubní pasty nemusí být pro tělo tak přínosné, jak...
Čeští vědci zdokonalili napájení smart textilií

Čeští vědci zdokonalili napájení...

Doba, kdy se nebudeme muset vláčet s mobilními telefony, tablety ani jinými...
Vědci objevili látku, která prodlužuje život. Nachází se ve spermatu

Vědci objevili látku, která...

O příznivých účincích spermatu na lidské tělo už se toho napsalo...
Číňané vyrobili revoluční biokompatibilní obvod

Číňané vyrobili revoluční...

Obvod, kterým lze ohýbat nebo jej natahovat? Takový vynález představili čínští...
Indickým vědcům se podařilo najít novou planetu

Indickým vědcům se podařilo...

Velmi zajímavého objevu dosáhli indičtí odborníci. Těm se totiž...

Nenechte si ujít další zajímavé články

Damoklův meč horolezců: Otok mozku!

Damoklův meč horolezců: Otok mozku!

Že horolezectví je jeden z nejnebezpečnějších sportů asi těžko někoho...
VIDEO: 5 šílených jmen, které chtěli dát rodiče svým dětem

VIDEO: 5 šílených jmen, které chtěli...

Představte si, že jdete objednat dort pro narozeninovou oslavu...
Přehledně: Z dějin zubařského řemesla!

Přehledně: Z dějin zubařského...

Návštěva zubaře rozhodně nepatří k příjemným zážitkům. Leč,...
Pás cudnosti pro pavouky existuje!

Pás cudnosti pro pavouky existuje!

Pás cudnosti je v obecném vědomí spojen se žárlivým šlechticem, který své drahé...
Tam, kde stála Dvojčata: Tragédii připomíná působivý památník

Tam, kde stála Dvojčata: Tragédii...

První jde k zemi Jižní věž. O 29 minut později ji následuje i Severní....
Fenomén dějin: Není řád jako řád!

Fenomén dějin: Není řád jako řád!

V roce 1775 se rozhoří válka o nezávislost USA. Nadejde čas...
Cesta a pád nadzvukového letounu Concord 

Cesta a pád nadzvukového letounu...

Představoval vrchol technologie. Létal dvakrát rychleji než běžná letadla....
VIDEO: Když stovky jelenů přecházejí silnici

VIDEO: Když stovky jelenů...

V civilizovaných zemích je dobrým zvykem, byť ne vždy dodržovaným, že...
Balonem na severní pól? Špatný nápad, který se šeredně vymstí

Balonem na severní pól? Špatný...

Má to být třešnička na dortu za mocným stoletím páry a elektřiny....
Poznejte své IQ

Poznejte své IQ

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