Невидимото става видимо: Масачузетският технологичен институт разкрива света на клетките по нов начин

Новата технология ще ни позволи да изследваме живите тъкани без разрези и излишни усложнения.

Група учени от Масачузетския технологичен институт е разработила принципно нов начин за изследване на живите тъкани, който дава възможност да се изследват клетките на два пъти по-голяма дълбочина без ни най-малко увреждане. Според авторите методът ще доведе до революция в тестването на лекарствата и диагностицирането на заболяванията.

Досега това беше по-трудно: при проникване в биологична тъкан светлината се разсейваше, поради което изображенията не бяха ясни, а да се проникне дълбоко в клетъчните структури не беше възможно. Но Масачузетският технологичен институт успя да намери решение.

Основното предимство на новия подход е, че той не изисква предварителна подготовка на пробите – те не трябва да се режат или обработват с химикали. Вместо това разработчиците използват уникален лазер, под чието действие молекулите в клетките започват да светят самостоятелно, което дава възможност да се види естествената им структура и жизнените процеси.

За да реализират тази идея, учените са създали компактно устройство, наречено „фиброоформител“. Устройството е в състояние да контролира цвета и импулсите на светлината, като просто огъва оптичното влакно. Разсейването на светлината се свежда до минимум и сигналът се усилва, тъй като прониква в дълбоките слоеве на тъканта.

Тестовете на новата технология показаха впечатляващи резултати – светлинният лъч прониква в биологичната проба на дълбочина повече от 700 микрометра, което е над три пъти повече от възможностите на досегашните методи, ограничени до границата от 200 микрометра.

Разработката се оказва особено ценна за изследването на органоидите – изкуствено отгледани структури, които имитират работата на истинските органи. В лабораториите на професорите Роджър Кам и Линда Грифит се използват миниатюрни копия на мозъка и ендометриума за изследване на заболяванията и на нови терапевтични стратегии.

„Целта ни е да видим в биологичните проби това, което досега оставаше скрито за очите ни“, казва докторантът Кунзан Лиу, един от създателите на технологията.

Скоростта на изобразяване също драстично се е увеличила, което позволява по-подробно изучаване на това как клетъчният метаболизъм влияе върху скоростта и посоката на движение на клетките.

Понастоящем изследователите продължават да усъвършенстват тази технология. Целта им е да постигнат още по-висока разделителна способност на изображенията и да създадат алгоритми за изграждане на подробни триизмерни модели на биологичните проби. Едно от най-обещаващите приложения на метода е наблюдението в реално време на ефекта на лекарствата върху живите тъкани.

Няколко организации са инвестирали в разработката, включително фонда за стартиращи предприятия на Масачузетския технологичен институт (MIT Startup Fund), Националната научна фондация на САЩ и фонда за президентски стипендии на Масачузетския технологичен институт (MIT Irwin Jacobs and Joan Klein Presidential Fellowship Fund).

В бъдеще авторите планират да предоставят технологията си на разположение на биологичните лаборатории от целия свят.