Cellules vivantes de sondage avec l'AFM

Une entrevue avec prof. David Alsteens, Université Catholique De Louvain a conduit avant avril Cashin-Garbutt, MAMANS (Cantab)

Pouvez-vous s'il vous plaît donner une brève introduction à votre recherche utilisant l'AFM aux protéines, aux récepteurs, aux virus et aux cellules uniques d'image ?

Nous étudions les cellules mammifères et l'essai pour comprendre comment ces cellules agissent l'un sur l'autre avec leur environnement. Nous nous concentrons principalement sur les interactions qui peuvent se produire avec différents ligands.

Nous regardons la façon dont les ligands uniques peuvent agir l'un sur l'autre avec un récepteur et déclencher un signal intracellulaire, ou agissons l'un sur l'autre avec des virus pour voir comment le virus grippe à nos cellules, et puis essayons d'internaliser et se livrer les cellules pour détourner une cargaison génétique.

Interactions cellulaires de mesure avec l'AFM d'AZoNetwork sur Vimeo.

Comment employez-vous les courbures baser-AFM de force-distance pour sonder moléculaire ou les propriétés biophysiques cellulaires à mesurer à l'unique-molécule nivellent-elles les interactions qui pilotent des procédés biologiques ?

L'idée est de functionalize le bout en greffant quelques molécules sur l'apex de bout d'AFM. Vous pouvez theter un ligand unique ou theter un virus unique sur le bout. Vous avez alors mis ce bout en contact avec la surface pour mesurer l'interaction entre les ligands et les récepteurs de surface de cellules ou l'interaction entre un virus unique et la surface de cellule hôte.

La difficulté avec les cellules est qu'il est obligatoire de régler leur − d'environnement la température, l'humidité et comment les cellules déménagent. Les conditions doivent toujours être bonnes de sorte que les cellules restent vivantes et vous puissiez sonder l'interaction et être sûr que les cellules se comportent comme elles dans un environnement physiologique.

L'autre sujet est que les cellules sont tout à fait molles, ainsi il est très difficile parce que vous voulez toucher juste la surface, mais sans détruire les cellules, qui sont très fragiles.

Comment étudiant des procédés biologiques dans le contexte cellulaire a-t-elle changé s'est-elle étendue et notre compréhension de biologie de surface de cellules ?

Bien récent, nous avons pu sonder l'interaction unique sur des cellules, de sorte que nous ayons une meilleure idée au sujet de la façon dont un ligand unique peut agir l'un sur l'autre in vivo. Notre mesure sont exécutées sur les cellules d'isolement, toutefois nous pouvons supposer qu'un genre assimilé d'interactions se produisent dans l'organisme pendant des procédés biologiques principaux.

Comme exemple d'en, nous pouvons voir, pendant le premier instantané de l'interaction d'un virus unique avec une surface de cellules, combien obligations sont déterminées et ce qui est le dynamique de ces obligations.

Pour la première fois, nous pouvions sonder des interactions spécifiques directement sur les cellules vivantes. Ceci nous fournit des petits groupes au sujet du nombre d'interactions déterminées pendant le premier contact entre un virus et une cellule, par exemple. Il nous indique l'importance de l'établissement en esclavage, leur valence, leur affinité. tous les facteurs obligatoires pour déclencher un mécanisme efficace d'infection.

Comment l'AFM a-t-il directement avancé ou a-t-il aidé votre recherche ?

Depuis mon PhD, j'ai toujours essayé de pousser les limites de l'AFM avec l'idée de mesurer l'interaction d'unique-molécule sur les cellules vivantes. J'ai commencé cette technique à la microbiologie et maintenant j'étudie des cellules animales.

Grâce à nos développements récents nous pouvons à la question biologique d'e-mail de référence au niveau cellulaire et comprenons comment réponse cellulaire médiate individuelle de ligand ou de virus. Récent, la courbure neuve baser-AFM de force-distance a pour activer une mesure plus rapide et permet à la force appliquée d'être réglée plus avec précision.

Quel est l'impact important que l'AFM a effectué aux inducteurs biologiques et de nanomedicine de recherches ?

Je pense avec le développement récent, nous peux maintenant étudier les mécanismes neufs qui se produisent sur les cellules vivantes. Par comprenant comment, un virus agit l'un sur l'autre avec des cellules, par exemple, nous verrons quels éléments cellulaires est très essentiel pendant les premières étapes de l'infection.

Puis, dans une deuxième opération, nous pourrons développer et viser événements clé de cette les premiers interaction pour supprimer ces interactions préliminaires. Je pense cela bien bientôt à l'avenir, nous pourrai développer quelques médicaments qui visent cette première interaction.

Comment la technologie de Bruker a-t-elle aidé ou AFM avancé dans la recherche biologique ?

Je dirais que ce développement technique récent nous a activés aux cellules mammifères vivantes d'image, qui n'était pas faisable avec les modes précédents. En même temps, il nous permet de mesurer des événements obligatoires spécifiques sur des cellules, signification que nous pouvons directement marquer la topographie avec l'accepteur et extraire la cinétique et la thermodynamique de l'interaction, pour cette raison fournissant une image entière de l'interaction qui ont lieu sur des cellules.

Quel système employez-vous ?

Actuel, nous travaillons dans trois domaines différents. Nous travaillons en virologie et étudions l'interaction entre un virus et les cellules. Nous regardons les récepteurs spécifiques et voyons comment, par exemple, un GPCR agit l'un sur l'autre avec un ligand unique pour activer un signal intracellulaire.

Nous sommes également intéressés à l'organisme des lipides sur des hématies ou d'autres cellules et regarder si les lipides sont distribuée homogène ou hétérogène et s'ils se réunissent dans le nanodomain comme des radeaux ou soyez plus stable sur des cellules.

Quelle est l'importance des contacts, comme la conférence d'AFM Biomed, à vous et à la communauté de la recherche d'AFM ?

Je pense qu'il fait beau de partager nos résultats de la recherche et de les discuter avec d'autres gens afin de pousser les idées que vous ne pouvez pas augmenter dans votre propre laboratoire. C'est une voie de contacter des gens et de regarder les nouveautés.

Quel sens est-ce que vous voyez, ou le voudriez que voie, AFM allant dans les cinq prochaines années ? Que voyez-vous comme prochaine grande chose pour l'AFM ?

Je pense qu'il est maintenant temps d'appliquer la technologie développée jusqu'ici pour aborder des questions biologiques encore inconnues.  L'étude de la majeure partie du mécanisme biologique lié aux interactions extérieures n'a pas besoin de développer des modes neufs ; nous pouvons déjà utilisation de t ce qui est actuel availbale pour répondre très aux importantes questions, qui aideraient directement dans la désignation d'objectifs ou examiner des médicaments et des molécules anti-adhésives.

J'ai été dans mon institut pendant deux années maintenant et je discute avec mes collègues ce qui est le plus puissant ou la part importante d'AFM et comment je peux les aider. J'ai récent observé que beaucoup de biologistes à partir de différents inducteurs commencent à voir les seules capacités de l'AFM et comment ils peuvent les employer pour éviter des limites actuelles dans leur recherche.

J'ai récent travaillé avec un collègue en immunologie qui a eu un récepteur sur des cellules qu'il n'était pas aussi sûr de en termes d'avec la façon dont un ligand agissent l'un sur l'autre. Il a su que la signalisation était assistée par ce les récepteurs spécifiques mais pas sure si ce récepteur agissait l'un sur l'autre directement avec le ligand. C'est la question typique que nous pouvons aborder avec notre technologie.  

Pour l'étudier, nous avons greffé le ligand sur le bout d'AFM et nous avons mesuré l'interaction. Nous pouvions mesurer une interaction spécifique et bien plus, cette interaction spécifique déclenchait un signal intracellulaire et une réponse cellulaire.

Nous pouvons déjà nous appliquer cette technologie à d'autres inducteurs et aider des biologistes, par exemple, ou des gens en médicament à répondre à des importantes questions.

Pensez-vous l'AFM avez-vous des applications cliniques avancer ?

Je pense qu'il est tout à fait difficile de mettre en application l'AFM dans un hôpital parce que c'est bien une technique provocante. Du point de vue d'un scientifique, il est tout à fait difficile d'employer la technologie d'AFM de courant. Un chercheur neuf dans mon laboratoire prendra environ six à neuf mois ou même toute une année pour comprendre tous les paramètres de cette technologie.

Cependant, je pense que c'est bien une technologie utile parce qu'il y a beaucoup de paramètres que vous pouvez extraire. Vous pouvez image la topographie ; vous pouvez obtenir des informations sur une interaction spécifique ; vous pouvez extraire les propriétés mécaniques nanoes et la dureté modulaire.

La combinaison de toute cette caractéristique peut fournir une image entière de ce qui se produit sur les cellules vivantes et répond à beaucoup de questions. Cependant, les gens s'exerçants qui n'ont jamais employé la technologie pour utiliser ces outils sont tout à fait provocants !

Où peuvent les lecteurs trouver plus d'informations ?

Au sujet de prof. David Alsteens

Le prof. M. David Alsteens est maintenant un chef d'un groupe de NanoBioPhysics au catholique d'Université De Louvain en Belgique. David a acquis son GCS. et PhD à la même université dans le domaine du nanobiothechnology avec prof. Yves Dufrêne. Ensuite ce David a fait un PostDoc au service du scientifique et technique de biosystèmes à ETH à Bâle, Suisse dans le groupe de prof. Daniel Muller.

Orientation des recherches de David à l'heure actuelle sur le NanoBioPhysics des machines de surface de cellules. Ses utilisations d'équipe emploient principalement la microscopie atomique de force (AFM) à l'image aux protéines, aux récepteurs, au virus et aux cellules uniques à haute résolution. En outre, il emploie les courbures baser-AFM de force-distance pour sonder moléculaire ou les propriétés biophysiques cellulaires à mesurer à l'unique-molécule nivellent les interactions qui pilotent des procédés biologiques.

Il a juste reçu un ERC commençant la concession du Conseil " Recherche " européen pour étudier le mécanisme d'infection par un virus utilisant l'AFM et la microscopie confocale.

David est le co-auteur de 60 publications et de 7 chapitres de livre.

Citations

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