För forskare som utvecklar livräddande läkemedel, att veta hur celler interagerar och kommunicerar med varandra är en viktig del av pusslet. Problemet är, att kunna se dessa interaktioner genom ett mikroskop har inte alltid varit möjligt. Men nu, tack till University of New Mexico Docent Keith Lidke, en ny teknik har öppnat dörren för att ge forskare en bättre bild av cellulära interaktioner.

Tekniken, publicerad i år i Biomedicinsk optik Express , kallas enkel objektiv ljusarkmikroskopi och förbättrar på en befintlig metod för fluorescensmikroskopi.

Enligt Lidke, som arbetar på UNM:s institution för fysik och astronomi, traditionella fluorescensmikroskopitekniker kan bara ge forskare en mycket begränsad bild av cellerna de tittar på och utsätter provet för ett överflöd av ljus som försämrar bildkvaliteten och leder till cellskador genom fototoxicitet.

"Vad ljusarkmikroskopi gör är att vi kan skapa ett ljusark som matchar exakt det fokusplan som vi avbildar, "förklarade han." Vi minskar ljusexponeringen och vi minskar bakgrundsljud i systemet, så i levande celler som gör att vi kan se fluorescerande proteiner med tillräckligt med signal för att titta på dynamiken i dessa proteiner. "

Ett nytt tillvägagångssätt för denna teknik, utvecklad av Lidke, hans forskargrupp och samarbetspartners på Sandia National Laboratories, övervinner dessa framträdande problem och tillåter ljusarkmikroskopi att utföras med hjälp av vanliga mikroskop som finns i de flesta cellbiologilaboratorier.

Medan Lidkes teknik fortfarande är i ett tidigt skede, han har redan fått mycket intresse från forskare vid UNM och över hela landet på grund av den unika utsikten utrustningen kan ge. Enligt Lidke, celler fungerar genom signalvägar som är en serie protein-protein-interaktioner. Men, exakt hur dessa interaktioner fungerar är inte klart på grund av brist på teknik tillgänglig för att se dessa händelser hända i levande celler.

"Det vi försöker göra är att utveckla denna ljusarkteknologi för att se dessa interaktioner i levande celler, "sa Lidke." Och, om vi kan förstå hur det fungerar kan någon kanske rikta en terapi till en dysreglerad signalväg. "

Väsentligen, tekniken har förmågan att hjälpa till att svara på frågor om hur celler kommunicerar och fungerar internt, gör det möjligt för forskare att utveckla medicin eller terapier som använder dessa interaktioner.

"Att veta att vårt arbete har en potentiellt värdefull applikation gör verkligen att det vi gör varje dag känns extremt viktigt, "Sa Lidke.

Den nya tekniken möjliggörs genom två olika komponenter; en specialiserad optikbilaga som skapar ljusarket och ett högkonstruerat mikrofluidikchip som håller provet. Lidkes grupp ansvarar för att skapa optikkomponenten som utvecklades som en bilaga till de flesta epi-fluorescerande mikroskop som ett sätt att göra tekniken användbar för en stor publik. Samarbetare på Sandia National Labs arbetade med gruppen för att utveckla mikrofluidikchipet som har en integrerad spegel i det som gör att de kan skapa ljusarket med en enda objektivlins. Tillsammans, dessa två delar ger forskare möjlighet att se mobilinteraktion på en helt ny nivå.

Just nu, Lidke säger att han arbetar med teamet på Sandia för att utveckla en förbättrad, nästa generations chip som han förväntar sig kommer att göras kommersiellt tillgängligt för forskare.