Dzięki nowym sondom pomiarowym można dokładniej mierzyć pH w otoczeniu komórek, co powinno nie tylko zwiększyć możliwości badawcze, ale i poprawić skuteczność leczenia chorób nowotworowych – informuje pismo „Nature Communications”.
Kwaśne pH płynu pozakomórkowego odgrywa istotną rolę w progresji, inwazyjności i oporności na terapię komórek nowotworowych. Jednak szeroko dostępne techniki pomiaru pH pozostają ograniczone pod względem czułości, rozdzielczości przestrzennej, jaką mogą zaoferować oraz szybkości reakcji na zmiany pH. Najczęściej obecnie stosowane sondy pH oparte są na mikroelektrodach, których wymiary są jednak zbyt duże, by móc mierzyć precyzyjnie skalę wahań zewnątrzkomórkowego pH. Alternatywne metody pomiaru oparte są na zmianach fluorescencji cząsteczek, jądrowym rezonansie magnetycznym oraz tomografii komputerowej z emisją pozytonów. Jednak monitorowanie fluorescencji jest podatne na zakłócenia (szum tła), a fluorescencyjne cząsteczki stopniowo tracą swoje właściwości. Inne techniki pomiaru mają słabą rozdzielczość przestrzenną i mogą być trudne do przeprowadzenia.
Jurij Korczew i Yasufumi Takahashi z Kanazawa University oraz Yanjun Zhang z Imperial College London byli w stanie przezwyciężyć większość problemów ograniczających wcześniejsze techniki wykorzystując nanopipetę jako tranzystor z efektem pola jonowego. Ich nanopipeta jest wrażliwa na zmiany pH poniżej 0,01 jednostki z czasem odpowiedzi 2 ms i rozdzielczością przestrzenną 50 nm.
Rozwiązaniem, które proponują Zhang, Takahashi, Korczew i współpracownicy, jest wprowadzenie zawierającej zarówno jony dodatnie, jak i ujemne błony obojnaczej (zwitterionic membrane), aby umożliwić szybszy przebieg reakcji. Dzięki zastosowaniu podwójnej nanopipety z membraną w jednej z pipet naukowcy mogli wykorzystać drugą pipetę jako skaningowy mikroskop przewodności jonowej (SICM).
Zespół przetestował urządzenie na żywych komórkach nowotworowych i wykazał, w jaki sposób urządzenie może wykryć wzrost pozakomórkowego pH związany z inwazyjnym fenotypem komórek raka piersi pozbawionych estrogenu. Dawało się także wykryć zmiany pH glonów wystawionych na działanie promieni słonecznych, spowodowane wychwytem węgla nieorganicznego w procesie fotosyntezy, a także zidentyfikować niejednorodność agresywnych komórek czerniaka na podstawie map pH o wysokiej rozdzielczości.
Zdaniem autorów wykonywany w czasie rzeczywistym pomiar 3D pozakomórkowego pH, na które pozwala ich narzędzie może pomóc w diagnozowaniu, prognozowaniu i ocenie terapii stosowanych w przypadku nowotworów.(PAP)
Autor: Paweł Wernicki
pmw/ agt/
Fundacja PAP zezwala na bezpłatny przedruk artykułów z Serwisu Nauka w Polsce pod warunkiem mailowego poinformowania nas raz w miesiącu o fakcie korzystania z serwisu oraz podania źródła artykułu. W portalach i serwisach internetowych prosimy o zamieszczenie podlinkowanego adresu: Źródło: naukawpolsce.pl, a w czasopismach adnotacji: Źródło: Serwis Nauka w Polsce - naukawpolsce.pl. Powyższe zezwolenie nie dotyczy: informacji z kategorii "Świat" oraz wszelkich fotografii i materiałów wideo.
