Η πρώτη ακτινογραφία ζωντανού κυττάρου

Για πρώτη φορά επιστήμονες κατάφεραν να δουν με τη μεγαλύτερη δυνατή λεπτομέρεια το εσωτερικό ζώντων κυττάρων σε μοριακό επίπεδο. Ομάδα γερμανών ερευνητών ανέπτυξε μια μέθοδο ώστε να «κοιτά» εντός των κυττάρων ενόσω αυτά βρίσκονται στη φυσική κατάστασή τους και παρήγαγε την πρώτη ακτινογραφία μεμονωμένου καρκινικού κυττάρου.


Η χημική και η φυσική μέθοδος

Μέχρι σήμερα οι ειδικοί χρειαζόταν να εμβαπτίζουν τα κύτταρα μέσα σε συντηρητικά ώστε να διατηρηθούν όλα τα οργανίδια και οι πρωτεΐνες τους στη θέση τους, προκειμένου να τα δουν από κοντά με λεπτομέρεια με χρήση οπτικών ή ηλεκτρονικών μικροσκοπίων ή ακόμη και με ακτίνες Χ. Ωστόσο τα χημικά αυτά αλλάζουν έστω και ελαφρώς την εσωτερική δομή των κυττάρων. «Μικρές αλλαγές στην εσωτερική δομή των κυττάρων δεν μπορούν να αποφευχθούν κατά τη διαδικασία» ανέφερε η καθηγήτρια Σάρα Κέστερ από το Ινστιτούτο Φυσικής Ακτίνων Χ στο Πανεπιστήμιο του Γκέτινγκεν στη Γερμανία.

Η καθηγήτρια τόνισε ότι η καινούργια μέθοδος επιτρέπει για πρώτη φορά τη μελέτη των εσωτερικών δομών ζωντανών κυττάρων ενώ αυτά βρίσκονται σε (σχεδόν) φυσικό περιβάλλον με χρήση ακτίνων Χ.

Η ερευνητική ομάδα από το Γκέτινγκεν περιέγραψε τη νέα μέθοδό της η οποία χρησιμοποιήθηκε για την ανάλυση ζωντανών καρκινικών κυττάρων που είχαν ληφθεί από τον φλοιό των επινεφριδίων στο επιστημονικό έντυπο «Physical Review Letters».

Η μη παρεμβατική διαδικασία

Οι επιστήμονες καλλιέργησαν τα κύτταρα σε νιτρίδιο του πυριτίου το οποίο είναι σχεδόν αόρατο στις ακτίνες Χ και τα «τάισαν» με τα κατάλληλα θρεπτικά συστατικά ενώ συγχρόνως απομάκρυναν τα μεταβολικά υποπροϊόντα με χρήση καναλιών που είχαν διάμετρο μόλις μισού χιλιοστού.

Η δεύτερη εκ των κύριων συγγραφέων της μελέτης Δρ Μπρίτα Βαϊνχάουζεν τόνισε ότι «τα κύτταρα τοποθετούνται σε ένα περιβάλλον το οποίο μοιάζει πολύ με το φυσικό περιβάλλον στο οποίο ζουν».

Οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν μια δέσμη ακτίνων Χ ώστε να σκανάρουν την εσωτερική νανοδομή των κυττάρων – ωστόσο χτύπησαν τα κύτταρα μόνο επί 0,05 δευτερόλεπτα τη φορά ώστε να αποφύγουν την καταστροφή των δομών τους.

Δομές ορατές σε κλίμακα νανoμέτρου

Η μέθοδος αυτή παρήγαγε τόσο ευκρινείς εικόνες ώστε οι δομές είναι ορατές σε κλίμακα νανομέτρου.

Μάλιστα η σύγκριση μεταξύ της ανάλυσης των ζωντανών κυττάρων και των κυττάρων που είχαν υποστεί χημική επεξεργασία έδειξε ότι η χημική μέθοδος προκαλεί μεγάλες αλλαγές στις μικροσκοπικές δομές εντός των κυττάρων.

Παρότι οι επιστήμονες δεν γνωρίζουν πώς η νέα τεχνική θα μπορούσε να βοηθήσει στην πράξη την ιατρική έρευνα, θεωρούν σημαντικό ότι επιτρέπει για πρώτη φορά τη μελέτη ζωντανών κυττάρων σε τόσο μεγάλη ανάλυση, γεγονός που αναμένεται να οδηγήσει και σε καλύτερη κατανόηση της εσωτερικής μηχανικής τους.

Βήμα Science