הדמיית מבני תאים בתלת מימד בדקות בלבד: חוקרים עובדים על תהליך מהיר להדמיה תלת מימדית של תאים

Share on facebook
Share on twitter
Share on linkedin
Share on telegram
Share on whatsapp
Share on email
פרסומת
MAGNEZIX מגנזיקס


פתוגנים ויראליים כמו נגיף הקורונה SARS-CoV-2 משנים את המבנה הפנימי של התאים שהם מדביקים. שינויים אלו מתרחשים ברמת מרכיבי התא הבודדים – האברונים – ויכולים לספק מידע על האופן שבו מחלות ויראליות מתפתחות. נדרשות טכניקות הדמיה חזקות במיוחד כדי להמחיש אותן, אך שיטות כאלה הן מאוד עתירות נתונים וזמן. צוות מחקר גרמני-אמריקאי בניהולה של ד"ר ונרה וינהרדט במרכז לחקר אורגניזמים (COS) של אוניברסיטת היידלברג ביצע לאחרונה תהליך מיוחד של קרני רנטגן – המכונה טומוגרפיית רנטגן רכה – כדי לספק שלוש ברזולוציה גבוהה -תמונות ממדיות של תאים שלמים והמבנה המולקולרי שלהם תוך דקות ספורות.

"מיקרוסקופים סורקים של אלקטרונים מועדפים בהדמיית תאים מכיוון שהם מספקים תמונות ננומטריות חדות במיוחד", מסבירה ונרה וינהרדט, פוסט-דוקטורט ב-COS ובמעבדה הלאומית של לורנס ברקלי בברקלי (ארה"ב). "אבל לטכנולוגיה הזו לוקח שבוע טוב לסרוק תא בודד. היא גם מייצרת כמות עצומה של נתונים שמייאש לנתח ולפרש. באמצעות טומוגרפיה רכה של רנטגן, אנו מקבלים תוצאות שמישות תוך חמש עד עשר דקות". תפוקה גבוהה חשובה ביותר לחקר תאים רבים, לדברי הוירולוג המולקולרי פרופ' ד"ר רלף ברטנשלאגר, שמחלקתו בבית החולים האוניברסיטאי היידלברג משתפת פעולה עם ד"ר וינהרדט בהדמיית שינויים תאיים הקשורים לזיהומים ויראליים. ברקמה, מוסיף המדען, לעתים קרובות רק חלק מהתאים נגועים. רק אותם תאים מספקים מידע על השינויים הנובעים ישירות מהזיהום. חיפוש אחר תאים אלה באמצעות מיקרוסקופ אלקטרוני סורק, לעומת זאת, אינו אפשרי.

ההליך המכונה טומוגרפיית רנטגן רכה (SXT) כבר שימש כדי לזהות בהצלחה חלקיקי וירוס בודדים – הנקראים וירוסים – של סוגים שונים של וירוסים והשינויים הנלווים להם בתאים. כעת השתמשו החוקרים בטכנולוגיה כדי לחקור תרביות תאים הנגועות ב-SARS-CoV-2 מרקמת ריאות וכליות. צילומי רנטגן רכים אפשרו להם לצלם תאים שלמים ואת המבנה שלהם בתלת מימד תוך חמש עד עשר דקות. החוקרים הצליחו עוד לזהות צבירים של חלקיקי SARS-CoV-2 על משטחי תאים וכן לזהות שינויים הקשורים לווירוס בחלק הפנימי של התא. נחשפו מבנים שאולי מאפשרים שכפול והתפשטות הנגיף.

לדברי ד"ר וינהרדט, הצלחת הצוות תלויה במידה רבה בטכנולוגיה המאפשרת להם לחקור תאים קבועים, כלומר תאים שעברו טיפול כימי כדי להשבית את הנגיף. בדרך כלל, בטומוגרפיית רנטגן רכה, כמו בטומוגרפיה אלקטרונית, מבני סריג שטוחים משמשים כמחזיקים. כאשר הם מוטים, עובי הדגימות יכול להשתנות, ולגרום למבני תאים מסוימים להיראות מטושטשים. כתמים "עיוורים" מתרחשים גם מכיוון שהצורה השטוחה של המחזיק מונעת מהתאים להיסרק בכל הזוויות. דילמה נוספת היא שהדגימות יכולות להיצמד לסריג או להתפשט, מה שמצריך טומגרמות מרובות כדי להמחיש את התא כולו. "כדי לעקוף את הבעיה הזו, עברנו לנימי זכוכית גליליים בעלי דופן דקה כדי להחזיק את הדגימות. במהלך המיקרוסקופיה, ניתן לסובב את הדגימות ב-360 מעלות מלאות ולסרוק אותן מכל הזוויות", מסביר החוקר. הצוות עובד כעת על חידוד נוסף של טכניקות הכנת דגימות, אוטומציה של ניתוח נתוני התמונה התלת-ממדית, ופיתוח גרסת מעבדה של מיקרוסקופ רנטגן רך.

המימון למחקר בהיידלברג ניתן על ידי קרן המחקר הגרמנית (DFG), מועצת המחקר האירופית (ERC) ותוכנית המסגרת "אופק 2020" של האיחוד האירופי. תוצאות המחקר פורסמו בכתב העת "Cell Reports Methods".

מקור הסיפור:

חומרים המסופק על ידי אוניברסיטת היידלברג. הערה: ניתן לערוך את התוכן לפי הסגנון והאורך.

.



קישור לכתבת המקור – 2021-12-07 05:00:27

Share on facebook
Facebook
Share on twitter
Twitter
Share on linkedin
LinkedIn
Share on telegram
Telegram
Share on whatsapp
WhatsApp
Share on email
Email
פרסומת
תכנון תשתיות רפואיות

עוד מתחומי האתר