Ett team från Institute of Photonic Sciences (ICFO) har utvecklat en teknik för att mäta inre celltemperaturer utan att förändra deras ämnesomsättning. Denna upptäckt kan vara användbar när man särskiljer friska celler från cancerceller, samt lära sig mer om cellulära processer.

Temperaturen styr många av cellens livsprocesser, såsom splittring och ämnesomsättning. En europeisk forskargrupp ledd av Institute of Photonic Sciences (ICFO), som har Severo Ochoa-märket av excellens, har publicerat en icke-invasiv metod som erbjuder snabbare, mer exakta data från mätning av intracellulär värme från grönt fluorescerande proteiner (GFP) i tidskriften Nanobokstäver .

"En unik egenskap hos vår metod är att den inte förändrar någon cellulär process" Romain Quidant, ICFO-forskare och studiekoordinator, förklarar för SINC. Till skillnad från andra tekniker, denna metod stressar eller förändrar inte cellens beteende eftersom den inte behöver infogas i några molekyler eller något annat syntetiskt nanoobjekt som är känsligt för den inre temperaturen.

Ett av de mest lovande resultaten är en bättre förståelse av cellulära processer, såsom de som är involverade i metastaser. Vidare, möjligheten att få information om intracellulär temperatur skulle kunna användas för att "särskilja normala celler från cancerceller på ett snabbt, icke-invasivt sätt" Sebastian Thompson Parga, ICFO-forskare och medförfattare till projektet.

Information härledd från temperatur

Från intracellulär temperatur, vi kan härleda hur den energi som kroppen använder för okontrollerad spridning av cancerceller flyter.

I denna tvärvetenskapliga studie, biologi använder fysiska mätningar av energiöverföring för att studera processer som genuttryck, metabolism och celldelning.

Tekniken som används är känd under namnet "fluorescenspolarisationsanisotropi" (FPA) eftersom den tillåter skillnaden i polarisation mellan ljus som fluorescerande molekyler tar emot, och det som de släpper ut senare, som ska mätas. Med Quidants ord, "denna skillnad i polarisation (anisotropi) är direkt kopplad till rotationen av GFP-molekylerna och därför med temperaturen".

Den gröna fluorescensen av proteinerna har en belöning

Författarna till studien säkerställer att biologer kommer att kunna implementera denna teknik i experimentella uppställningar och få celltemperaturen som en annan observerbar detalj. 2008, när Osamu Shimomura, Martin Chalfie och Roger Y. Tsien vann Nobels kemipris för att ha upptäckt och utvecklat GFP, de löste många komplikationer inom biomedicinsk forskning.

Inom området molekylärbiologi, olika tekniker har föreslagits för att övervaka inre celltemperatur, dessa forskare fann begränsningar i att mäta intensiteten och spektrumet av dess fluorescens.

Vidare, alternativet att mäta intracellulär aktivitet skulle kunna lägga grunden för att utveckla ett område som inte har studerats brett:termisk biologi på cellnivå.

Enligt författarna till studien, följande steg är att förbättra metodens känslighet och upplösning. För att uppnå det, forskarna arbetar med att finjustera egenskaperna hos de fluorescerande proteinerna och optimera detektionsmetoden för dess "termometer".