Новый метод микроскопии, позволяющий исследовать живые клетки в нанометровом разрешении, не нанося им урона, предложили ученые НИТУ «МИСиС». Метод будет полезен при лечении онкологических и сердечно-сосудистых заболеваний, болезни Альцгеймера и Паркинсона. Результаты исследования опубликованы в журнале Nanoscale.
Определенный уровень жесткости клеток крайне важен для здоровья организма — особенно это касается цитоскелета, то есть клеточного каркаса, обеспечивающего адаптацию клетки к среде. От его свойств напрямую зависит, например, качество работы сердечно-сосудистой системы. Нарушения свойств цитоскелета, по словам специалистов, приводят к раку, сердечной недостаточности и другим заболеваниям.
Жесткость клеток сегодня, как правило, измеряют методом атомно-силовой микроскопии (АСМ). Проблема этого подхода в том, что при сканировании происходит серьезная деформация и изменение свойств живых клеток, приводящая к их гибели, что не позволяет получит данные нужной точности.
Специалисты университета усовершенствовали методику АСМ, совместив ее с другим методом — сканирующей ион-проводящей микроскопией. Этот подход, созданный при участии российских ученых и ранее применявшийся только для визуализации поверхностей, впервые был использован для измерения жесткости клеток.
«В основе ион-проводящей микроскопии — бесконтактное сканирование с помощью особой нанопипетки, через которую проходит поток ионов хлора. По изменению ионного тока отслеживается позиция нанопипетки. Данная методика позволяет с большой точностью „ощупать“ локальную структуру клетки», — рассказал старший научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории биофизики НИТУ «МИСиС» Петр Горелкин.
Нанопипетка, как объяснили ученые, в ходе сканирования приближается к поверхности достаточно близко, чтобы силы Ван-дер-Ваальса начинали действовать на проходящие через ее отверстие ионы, увеличивая или уменьшая их поток. Метод, по словам создателей, будет полезен для детального изучения движений клетки и клеточного деления.
«Развитие этого уникального подхода позволит намного лучше изучить функционирование клеточного цитоскелета, что сильно продвинет вперед исследования сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний, болезни Альцгеймера и Паркинсона», — отметил Петр Горелкин.
В исследовании также принимали участие специалисты из Великобритании и Японии. В дальнейшем ученые намерены адаптировать метод сканирующей ион-проводящей микроскопии для исследования механизмов развития нейродегенеративных заболеваний. Другое направление работ коллектива — изучение механических свойств цитоскелета различных тканей для разработки новых противораковых препаратов.
