Πρωτοποριακό ενδοσκόπιο κατασκοπεύει το εσωτερικό κυττάρων

Ένα ενδοσκόπιο τόσο λεπτό ώστε να μπορεί να προσφέρει εικόνες υψηλής ανάλυσης από το εσωτερικό μεμονωμένων κυττάρων αναπτύχθηκε από το αμερικανικό Εθνικό Εργαστήριο «Λόρενς Μπέρκλεϊ».

Εκτός του ότι μπορεί να κατασκοπεύει τις εσωτερικές διεργασίες των κυττάρων, το ενδοσκόπιο θα μπορούσε επίσης να διοχετεύει φάρμακα ή επιπλέον γονίδια στα κύτταρα, αναφέρουν οι ερευνητές στην επιθεώρηση Nature Nanotechnology.

Πέρα από το όριο περίθλασης

Παρά τις συνεχείς προόδους στην τεχνική της ηλεκτρονικής μικροσκοπίας, τα μικροσκόπια που λειτουργούν στο ορατό φως παραμένουν σήμερα το βασικό εργαλείο για τη μελέτη ζωντανών κυττάρων.

Ωστόσο η οπτική μικροσκοπία παρουσιάζει ένα σημαντικό μειονέκτημα, το οποίο περιορίζει την επ΄αόριστον αύξηση της μεγέθυνσης: είναι το λεγόμενο όριο περίθλασης, το οποίο εμποδίζει τα μικροσκόπια να δουν αντικείμενα μικρότερα από ένα όριο (μικρότερα από ό,τι το μισό του μήκους κύματος του διερχόμενου φωτός).

Τα τελευταία χρόνια, όμως, το εμπόδιο αυτό έχει ξεπεραστεί χάρη σε συστήματα «νανοφωτονικής», όπως το νέο μικροσκόπιο.

Το μυστικό είναι ότι το όργανο αποτελείται από μια οπτική ίνα στο άκρο της οποίας έχει συνδεθεί ένας μικροσκοπικός «κυματοδηγός», δηλαδή μια συσκευή που μπορεί να κατευθύνει τα κύματα της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας του φωτός.

Προκειμένου να εξετάσουν αν το ενδοσκόπιο είναι αποτελεσματικό ως σημειακή πηγή φωτός για την απεικόνιση του εσωτερικού των κυττάρων, οι ερευνητές το συνέδεσαν με ένα λέιζερ μπλε φωτός και το πέρασαν μέσα από τη μεμβράνη ανθρώπινων κυττάρων σε καλλιέργεια.

Το ενδοσκόπιο «προσέφερε φωτισμό κατευθυνόμενο και άκρως εντοπισμένο» αναφέρει ο Πεϊντόνγκ Γιανγκ, επικεφαλής της μελέτης.

«Η εισαγωγή του κυματοδηγού στο κυτταρόπλασμα των κυττάρων δεν προκάλεσε το θάνατό τους, ούτε σημαντικό κυτταρικό στρες» επισημαίνει. Με άλλα λόγια, το ενδοσκόπιο δεν δείχνει να επηρεάζει τη λειτουργία ζωντανών κυττάρων και μπορεί άνετα να χρησιμοποιηθεί για τη μελέτη τους.

Εκτός όμως από τις απεικονιστικές μελέτες, το πειραματικό ενδοσκόπιο μπορεί να διοχετεύει ουσίες μέσα στα κύτταρα. Τα μόρια αυτά συνδέονται στο άκρο του οργάνου με τέτοιο τρόπο ώστε να απελευθερώνονται μέσα στα κύτταρα όταν φωτιστούν με υπεριώδες φως (ένθετη αριστερά).

Πράγματι, η ερευνητική ομάδα κατάφερε να φωτογραφίσει μικρά σωματίδια ημιαγωγών (κβαντικές κουκκίδες) που είχαν εισαχθεί στα κύτταρα με το ενδοσκόπιο.

«Εκτός όμως από την οπτική απεικόνιση και τη διοχέτευση φορτίων, θα μπορούσαμε επίσης να χρησιμοποιήσουμε το ενδοσκόπιο για την ηλεκτρική ή οπτική διέγερση των κυττάρων» με σκοπό τη μελέτη των αντιδράσεών τους, επισημαίνει ο Δρ Γιανγκ.

Newsroom ΑΛΤΕΡ ΕΓΚΟ