Las adherencias focales son proteínas grandes especializadas que se encuentran en el área donde una membrana celular se encuentra con la matriz extracelular MEC, una colección de moléculas que rodean las células que brindan soporte y regulan las señales micromecánicas a las células. Examinar las adherencias focales es una de laslos elementos clave para comprender cómo una célula prolifera, se diferencia y migra, lo que puede ayudar en el tratamiento de enfermedades como el cáncer.
Investigadores del Instituto Beckman de Ciencia y Tecnología Avanzadas y el Laboratorio de Micro y Nanotecnología de la Universidad de Illinois han desarrollado una nueva forma de microscopía que les permite observar la formación y evolución de las adherencias focales de la membrana celular. Su artículo, "QuantitativeAnálisis de la dinámica de adhesión focal utilizando microscopía de desacoplador de resonador fotónico PROM "detalla cómo la nueva técnica de imágenes de células vivas puede observar la formación y evolución de las adhesiones focales de la membrana celular. Se publicó recientemente en Luz: ciencia y aplicaciones .
"Este es un nuevo tipo de método biofísico utilizado para medir el cambio de intensidad máxima PIS de los espectros reflejados por los biomateriales en una superficie de cristal fotónico", dijo Yue Zhuo, becario postdoctoral del Beckman Institute y primer autor del artículo. "El PIS indica la variación del tamaño del grupo en el área de adhesión focal de la célula mientras está viva".
Los métodos anteriores implican etiquetar las células con tintes o etiquetas fluorescentes, que no solo pueden cambiar la composición física y química de la célula, sino que también pueden resultar engorrosos para los investigadores. "Normalmente, las personas observan las adherencias focales con etiquetas o proteínas fluorescentes".Zhuo dijo: "Pero las imágenes fluorescentes son un método de imágenes invasivo que puede cambiar las conformaciones o bloquear los sitios de unión de las proteínas en el área de adhesión focal".
La microscopía de fluorescencia está severamente limitada por un efecto llamado "fotoblanqueo", en el que los fluoróforos solo mantienen su brillo durante varios segundos. Sin embargo, muchos procesos celulares importantes ocurren en el transcurso de minutos, horas o días. Debido a que PROM no se usafluoróforos, y solo utiliza iluminación de baja intensidad, no hay un límite para la duración de la vida de las células.
"En el futuro, planeamos usar PROM para estudiar la diferenciación de células madre, que puede ocurrir en el transcurso de varias semanas", dijo Zhuo.
PROM utiliza una superficie de biosensor de cristal fotónico para crear un campo evanescente un campo electromagnético unido a la superficie, que ilumina selectivamente solo la membrana celular unida al ECM y los agregados de proteínas asociados directamente dentro de la membrana celular. El cristal fotónico limita estrictamente la propagación lateralde luz mientras se mantiene la luz firmemente unida a la superficie del biosensor, para permitir imágenes de alta resolución de la huella de unión de la membrana celular.
"PROM proporciona información en tiempo real sobre los procesos dinámicos que ocurren específicamente en las membranas celulares que no está disponible por ningún otro método", dijo Brian Cunningham, profesor de ingeniería eléctrica e informática y bioingeniería, e investigador principal de PROMproyecto. "Dado que muchos procesos biológicos están mediados por la unión de las células a las superficies, PROM proporciona una visión única de la migración, la quimiotaxis, la quimiotoxicidad, la diferenciación, la formación de biopelículas y la división. Vemos PROM como una nueva herramienta emocionante para los biólogos celulares que puedentambién se aplicará a la selección personalizada de medicamentos contra el cáncer, la ingeniería de tejidos y el modelado de tumores con sensores integrados ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Beckman de Ciencia y Tecnología Avanzadas . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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