Het Gebruiken van AFM aan de cellen van studiekanker

Een gesprek met Prof. Hermann Schillers, Universität Münster dat tegen April cashin-Garbutt, DOCTORANDUS IN DE LETTEREN (Cantab) wordt geleid

Kunt u een korte inleiding aan uw onderzoek alstublieft geven?

Ik leid een kernfaciliteit voor AFM technieken, biologische medische toepassingen. Mijn onderzoek wordt geconcentreerd op in de interactie van plaatjes en kankercellen.

De Plaatjes steunen kankercellen in bijna elke stap van het vormen van metastasen, om te beginnen met de vlucht van immuun toezicht, die door te arresteren van de kankercel aan de schipmuur wordt gevolgd en ook in bloeduitstorting.

Ons idee is dat als wij de interactie van plaatjes en doorgevende kankercellen konden verhinderen, wij iets kunnen vinden om de vorming van metastasen te blokkeren, die kanker zou kunnen bestrijden.

Hoe gebruikt u weergave AFM en op kracht-spectroscopie-gebaseerde wijzen om de structuur en de mechanische eigenschappen van kankercellen te bestuderen?

In de interactie van de platelet−cancercel, gebruik Ik de eencellige krachtspectroscopie om de interactie van plaatjes en kankercellen te kwantificeren en het effect van drugs te kwantificeren die deze interactie verhinderen.

Met deze techniek, voor het eerst werden wij echte aantallen krachten tussen plaatjes en kankercellen. De experimenten van Microfluidic staan toe om het aantal plaatjes op kankercellen te kwantificeren, maar wij kunnen niet de sterkte van die interactie kwantificeren. Met de eencellige krachtspectroscopie die wij picoNewtons en (pN) femtoJoules hebben gekregen (fJ). En dit is noodzakelijk wanneer u wilt weten welke drug deze interactie verhindert waarbij concentratie.

Een Ander punt is dat wij willen zien wat gebeurt wanneer een plaatje aan een kankercel bindt. Het daadwerkelijke begrip van de situatie is dat de plaatjes een soort 'invisiblemantel rond de doorgevende kankercel vormen, maar wij namen nooit dit waar.

Wanneer wij de celcomplexen van plaatjekanker aftasten, zien wij dat de plaatjes bovenop kankercellen binnen 30 minuten verdwijnen. Gebruikend de fastTapping wijze van het Besluit, konden wij dit begrijpen van plaatjes in kankercellen waarnemen. Wij bewezen dit met fluorescente technieken zoals cel het sorteren en confocal microscopie en wij zagen duidelijk dat er een begrijpen maar niet een mantelvorming waren.

Hoeveel geweten is momenteel over de manier waarin de kankercellen de diensten van plaatjes „kapen“?

Widespreaded mening is de mantelvorming van plaatjes rond het doorgeven van kankercellen. Deze laag plaatjes beschermt de kankercel tegen het immuunsysteem en, in de volgende stap, vergemakkelijkt de arrestatie van kanker het cel-plaatje complex aan de endothelial muur om de bloeduitstorting te beginnen.

Aangezien wij waarnamen altijd nooit deze mantelvorming maar het begrijpen van plaatjes door kankercellen waarnemen, denken wij het waarschijnlijker is dat de kankercel plaatjeproteïnen, platelet-specific adhesiemolecules, om de schipmuur gebruikt aan te hangen en ook aan immuun toezicht te ontsnappen.

Bovendien is het geweten dat de plaatjes, evenals plaatje-afgeleide microparticles, mRNA bevatten en dit verandert proteome van de kankercel. Daarom zou het beide manieren kunnen zijn: het gebruik van plaatjeproteïnen direct na het plaatjebegrijpen, dat door middel van het plaatje mRNA wordt gevolgd om plaatjeproteïnen te produceren om aan immuun toezicht te ontsnappen en de schipmuur aan te hangen.

Op welke manier kan AFM ons begrip bevorderen?

Wij zoeken de eerste stap van de celinteractie van plaatjekanker, maar er zijn verscheidene verdere stappen. Wat Ik nu probeer om te doen moet PeakForce QNM gebruiken om een patroon van biomechanische veranderingen van de kankercel na interactie met plaatjes te zien.

Tot dusver vonden wij een soort biomechanische voetafdrukken bij de positie waar de kankercel omhoog een plaatje opslokt. Er is een verandering in elasticiteit en viscositeit in het membraan van de kankercel dat ons sommige wenken over het mechanisme kan geven waardoor de kankercel het plaatje opneemt. Wij weten van experimenten dat dit in een dynamin-afhankelijk proces is maar willen meer over dit kennen.

De volgende stap is dat wij willen weten welke verandering de kankercel na begrijpen van plaatjes ondergaat. Wij gebruiken opnieuw de eencellige krachtspectroscopie. Wij broeden kankercellen met plaatjes uit en voeren dan de eencellige krachtspectroscopie op geactiveerd endoteel uit.

Wij zoeken de arrestatie van het doorgeven van kankercellen op endoteel en kwantificeren de adhesiekracht. Wij zagen dat toen de kankercellen contact met plaatjes opnamen, zij veel kleveriger werden aan het geactiveerde endoteel, in vergelijking met onbehandelde kankercellen. Dat is één van de projecten wij momenteel betrokken bij zijn.

Wij zoeken ook de interactieplaats van deze plaatje-uitgebroede kankercellen op geactiveerd endoteel. Ik denk niet dat de plaatje-uitgebroede kankercel overal op geactiveerd endoteel kon aanhangen. Er moet een specifieke voorkeurplaats zijn.

Wij willen te weten komen waar het aanhangt. Deze celverbinding of het cellichaam van endothelial cellen of Is vormt te werk gaan de endothelial celbehoefte speciale mechanische kenmerken metastatische aardig met plaatje-uitgebroede kankercellen en dan aan bloeduitstorting?

Wat is het grootste effect dat AFM aan de gebieden van het biologische en nanomedicineonderzoek heeft gemaakt?

Wij kunnen levende cellen en zelfs subcellular structuren bekijken. Het is nog een techniek waar wij tot de oppervlakte beperkt zijn, maar wanneer wij een kleine bit kracht toepassen, kunnen wij onder de oppervlakte zien en cytoskeletal dynamica waarnemen, bijvoorbeeld.

Twintig jaar geleden, waren er beelden van een paar cellen, eerder onscherp dan vastbesloten, en toen begon het meer en meer een techniek van de hoge resolutieweergave voor levende cellen te worden. Nochtans, werd de zuivere weergave van cellenlooppas uit stoom na een tijdje mechanische karakterisering de nadruk en er is nog een nadruk op de meting van de elasticiteit van de levende cel, visco-elasticiteit en de veranderingen in de elastische modulus. De dynamica van de Cel is iets wij met AFM konden volgen en het omvat biomechanica evenals biochemie. En de biomechanica is zo belangrijk zoals biochemie.

Het gebied van biochemie is 30 of 40 jaar oud, met zeer gedetailleerde kennis over de biochemie van cellen, maar de biomechanica is eerder nieuw. In 2007, publiceerden Michael Sheets en de Altviool Vogel een overzicht waar zij aantoonden dat de werktuigkundigen biochemie en vice versa beïnvloedden. Een voorbeeld: Wanneer u kracht op een proteïne toepast zou het cryptische bindende kanten kunnen openstellen of bandplaatsen vernietigen, dan gaan de intracellular signalerende weg en het cellengedrag in een verschillende richting. Vandaag weten wij dat de biomechanica biochemie beïnvloedt en de biochemie biomechanica beïnvloedt.

Hoe de technologie Bruker AFM in biologisch onderzoek heeft geholpen of geholpen?

er is de het onttrekken wijze, die door Bruker vele jaren geleden toestaand om informatie te krijgen over de cel− kromming, celhoogten werd uitgevonden, die morfologische gegevens verstrekt.

Het recentste grote succes was PeakForce QNM waar wij verscheidene gegevensreeksen de levende cellen` morfologie en biomechanische parameters, zoals elasticiteit, dissipatie, adhesie en misvorming in één aftastenproces krijgen.  

En dit bij een eerder goede snelheid, vooral op het systeem van het Besluit, dat ons toeliet om dynamische veranderingen van een laag cellen, enige cellen en zelfs subcellular structuren zoals cytoskeletal rearangements met een tijdresolutie in de waaier van een minuut waar te nemen en hieronder. Zo misschien kunt u geen significante veranderingen in het topografische kanaal hebben, maar u zag een partij in de gegevenskanalen voor adhesie, dissipatie of elasticiteit. Dit is een echte verbetering.

Wat is het belang van vergaderingen, zoals de Conferentie van AFM Biomed, aan u en de AFM onderzoekgemeenschap?

Men zou kunnen zeggen dat vandaag u Skype, e-mail of een telefoon kon gebruiken in contact met de mensen te krijgen, maar dat is niet het zelfde - het is volledig verschillend. Toen wij voor de conferentie samenkwamen, bleven wij hier samen voor een paar dagen.

Een goed-georganiseerde koffiepauze is het belangrijkste ding op een vergadering omdat de mensen om over dingen samenkomen te spreken zij niet op komen met wanneer zij op stadium zijn dat een bespreking geeft. Zo is de tijd buiten de lezingszaal zeer belangrijk, mensen die zodat bespreken hier beginnen vele dingen en langdurige contacten.

Velen, vele samenwerking beginnen van vergaderingen als dit. Geen conferentie van Skype zal ooit een conferentie substitueren waar de mensen fysisch samenkomen te spreken, zodat is het absoluut noodzakelijk.

Welke richting ziet zou u, of, AFM gaand in de volgende vijf jaar willen zien? (Wat u als volgende groot ding voor AFM? zien)

Één van de dingenAFM behoeften is snelheid. Meer snelheid zou betekenen dat u de dynamica van cellen bij een betere tijdresolutie kon volgen. Een Ander punt is dat aangezien AFM wij heeft gebruikt het oude optische hefboomsysteem werd uitgevonden en Ik denk het nu tijd voor een nieuw systeem is dat zich van één cantilever, of één indenter, aan een multi-sondeserie AFM verwijdert.

Verscheidene ideeën worden besproken en de micro- en nanofabricatietechnieken hebben een hoog niveau van ontwikkeling bereikt. Zo waarom zouden de belangrijke leveranciers van AFMs niet om technieken AFM door een meer fundamentele verandering te verbeteren moeten proberen?

Zulk een multi-sondeserie zou niet alleen in termen van snelheid en resolutie, maar ook in termen van het meten van biomechanische kenmerken interessant zijn. De manier die wij het hebben gedaan vandaag is wij kartelt de cel in deze positie, die, etc. plaatsen.

Maar wij weten dat een cel op elke inkeping reageert die calciumaren en cytoskeletal herschikking veroorzaakt; wat wij in de laatste inkeping krijgen is verschillend van wat wij in de eerste inkeping krijgen. Daarom zou het systeem van de multi-sondeserie voor elke gebruiker AFM en vooral op het gebied van toepassing bio-AFM zeer nuttig zijn.

Een Ander ding dat tijdens de besprekingen bij AFM Biomed werd vermeld was chemische karakterisering. Wij zijn nog in een situatie waar wij worden geblinddocht wanneer wij onze steekproeven raken. Wij kunnen iets voelen, maar wij kunnen niet zien wat het is. Er zijn pogingen die IRL en de raman spectroscopie gebruiken, bijvoorbeeld; zij zijn in een stadium waar de onderzoekers dingen proberen maar het is eigenlijk moeilijk om verscheidene beperkingen te behandelen en te hebben. Nochtans, zouden iets in die aard in het krijgen van meer informatie naast topografische en mechanische informatie helpen.

Bijvoorbeeld, zou het een echte grote verbetering zijn toen wij een aftasten konden doen en te weten komen dat iets tonend een hoogte - eiwitgehalte stijf is en dat het zachte gebied op lipiden zou kunnen worden betrekking gehad. Ook gelijktijdig registrerend het membraanpotentieel met topografie, zouden de werktuigkundigen en de chemische karakterisering een zeer nuttige verbetering voor al onderzoek van de het levenscel zijn.

Waar kunnen de lezers meer informatie vinden?

Ongeveer Prof. Hermann Schillers

Prof. Dr. Hermann Schillers is de leider van de Groep bij het Instituut van Fysiologie II, Universiteit van Münster. Hij houdt een Doctoraatstitel in Chemie en een Kwalificatie van de Universiteit van Münster.

In 2003 hij een octrooi voor een methode hield om ziekten te ontdekken die met tekorten van de blaasproteïne van de het geleidingsvermogenregelgever van het bindweefselvermeerderingstransmembraan (CFTR) worden geassocieerd.