Впервые на экране: нейтрофилы идут по следу
Ученые Йельского университета, работающие под руководством Эрика Дюфрена (Eric Dufresne) и Хольгера Кресса (Holger Kress), разработали новый метод изучения взаимодействия между иммунными клетками нашего организма и бактериями.
При попадании в организм бактерии начинают секретировать определенные молекулы, оставляя за собой своего рода химический след. Специалистам известно, что клетки иммунной системы используют эти следы для обнаружения бактерий. Однако изучение механизмов, с помощью которых иммунные клетки обрабатывают такие химические сигналы, до сих пор было очень затруднительно.
Авторы разработали метод создания источников искусственных химических сигналов, которые можно перемещать в трех измерениях. Это позволило ученым направлять в желаемую сторону движение нейтрофилов – одного из видов иммунных клеток крови – и изучать механизмы их реагирования на эти сигналы.
В работе использовались губчатые микрочастицы, разработанные лабораторией Тарека Фахми (Tarek Fahmy), также из Йельского университета. Подражая бактериям, эти частицы медленно высвобождали характерный для бактерий химический «запах». Посредством перемещения этих микрочастиц с помощью сфокусированных световых лучей (оптического пинцета) авторы управляли формой облака высвобождаемых молекул во времени и пространстве, стимулируя, таким образом, реакции иммунных клеток.
Для демонстрации возможностей управления движением нейтрофилов в работе использовали два различных соединения, одно из которых привлекало нейтрофилы, а второе – отталкивало. В результате авторам удалось запечатлеть клетки, двигающиеся по направлению к микрочастицам, а также старающиеся избежать столкновения с ними. Они также получили возможность изучить характер реагирования клеток на противоречащие друг другу сигналы, высвобождаемые различными «лже-бактериями».
На видеоролике на сайте Йельского университета очень хорошо (к сожалению, недолго – трехминутную съёмку ускорили так, что она занимает секунд пять) видно, как нейтрофил гоняется за «вкусно пахнущей» микрочастицей, которую исследователи перемещают с помощью оптического пинцета. Этот и еще 7 роликов можно посмотретьв дополнительных материалах к статье «Cell stimulation with optically manipulated microsources», опубликованной 15 ноября в предварительной on-line версии журнала Nature Methods.
Хемотаксис – миграция клеток по направлению к химическим сигналам в их микроокружении, – лежит в основе целого ряда важных биологических процессов, одним из которых является формирование иммунных реакций. По словам Кресса, понимание механизмов, лежащих в основе реагирования клеток на химические стимулы, позволит исследователям лучше разобраться в том, как оплодотворенная яйцеклетка превращается в сложный организм, как клетки мозга эмбриона формируют сложную сеть нейронов и каким образом злокачественные клетки распространяются по организму. Новая методика также даст биологам возможность более детально изучить механизмы реагирования различных типов клеток на стимулы окружающей среды в самых разных ситуациях.
Евгения Рябцева
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам Yale University: Scientists Guide Immune Cells with Light and Microparticles.
23.11.2009