Hur växer tumörer? Och hur omvandlar bakterier ofarliga ämnen till medicinska medel? När biofysiker vill förstå vad som händer i levande celler, de måste införa fluorescerande prober eller andra främmande molekyler. Det finns flera sätt att övervinna cellväggen utan att orsaka cellen permanent skada. Fysiker vid Bielefeld University har utvecklat en särskilt skonsam metod för detta:nanoinjektion. I en ny studie att hitta i Vetenskapliga rapporter publicerad av Natur , de visar att med denna metod, nio av tio celler överlever att injiceras med främmande molekyler.

En av de mest kända metoderna för att studera bakterier, växt, och djurceller är fluorescensmikroskopi. När du använder denna metod, proteiner eller andra strukturer i en cell färgas med hjälp av fluorescerande prober. Dessa molekyler är fluorescerande. Ljus excitation får dem att lysa, därigenom belyser de märkta strukturerna inuti cellen. 'Metoden fungerar mycket bra på fasta, det vill säga icke-levande celler, säger professor Dr Thomas Huser, chef för forskningsgruppen Biomolecular Photonics. 'Dock, problemet är att mycket av det vi vill veta bara kan erhållas från levande celler.'

Dr Simon Hennig tillägger:"Levande celler hindrar intrånget av de flesta fluorescerande sonder." Fysikern arbetar i Husers forskargrupp. För att övervinna detta motstånd när fluorescerande prober levereras in i cellerna, han har utvecklat metoden för nanoinjektion. Han använder en liten ihålig glaspipett för att leverera de fluorescerande molekylerna till enskilda celler. Processen styrs av en dator. Ett instrument speciellt utvecklat för nanoinjektion infogar pipetten i cellen. Spetsen på denna glaskapillär är mycket mindre än den som används vid vanlig mikroinjektion. Dessutom, processen förhindrar att cellen ökar i storlek, eftersom bara molekylerna överförs och inte vätskan i pipetten också. Metoden är så exakt att vi till och med kan leverera molekylerna till cellkärnan, säger Hennig.

Den nya studien bekräftar att metoden kan användas för att injicera många typer av prober och det är att den tolereras mycket väl av cellerna. "Detta bevis var nödvändigt, eftersom tidigare tekniker som mikroinjektion skadar cellerna så mycket att de flesta inte överlever behandlingen, säger Hennig. Hans kollega Matthias Simonis testade nanoinjektionsmetoden på mer än 300 celler och jämförde resultaten med mikroinjektion. Huvudfynden var att 92 procent av cellerna överlevde nanoinjektion jämfört med 40 procent för mikroinjektion. Analyserna bekräftade också att dessa behandlade cellceller prolifererade normalt, säger Hennig. Enligt fysikern, spridning är inte bara ett tecken på en frisk cell. Det öppnar också för nya möjligheter för experiment. Till exempel, en negativ påverkan av injektionen kan uteslutas i förväg. Detta gör att forskare kan studera de injicerade cellerna utan att behöva ta hänsyn till effekten av injektionen också. Hennig ser nanoinjektion som ett särskilt lovande sätt att studera, till exempel, hur enskilda celler reagerar med varandra.