Células vivas de sondeo con el AFM

Una entrevista con profesor David Alsteens, Université Catholique de Lovaina conducto en abril Cashin-Garbutt, mA (Cantab)

¿Puede usted dar por favor una introducción abreviada a su investigación usando el AFM a las únicos proteínas, receptores, virus y células de la imagen?

Estudiamos las células mamíferas e intento para entender cómo estas células obran recíprocamente con su ambiente. Nos centramos principal en las acciones recíprocas que pueden ocurrir con ligands individuales.

Observamos cómo los únicos ligands pueden obrar recíprocamente con un receptor y accionar una señal intracelular, u obramos recíprocamente con los virus para ver cómo el virus ata a nuestras células, y después intentamos internar y complacer las células para desviar un cargamento genético.

Acciones recíprocas de medición de la célula con el AFM de AZoNetwork en Vimeo.

¿Cómo usted utiliza las curvas basar-AFM de la fuerza-distancia para sondar molecular o las propiedades biofísicas celulares a cuantificar en la único-molécula nivelan las acciones recíprocas que impulsan procesos biológicos?

La idea es functionalize el extremo injertando algunas moléculas en el ápice del extremo del AFM. Usted puede theter un único ligand o theter un único virus sobre el extremo. Usted entonces puso este extremo en contacto con la superficie para medir la acción recíproca entre los ligands y los receptores de la superficie de la célula o la acción recíproca entre un único virus y la superficie de la célula huesped.

La dificultad con las células es que es obligatorio controlar su − del ambiente la temperatura, la humedad y cómo las células se están moviendo. Las condiciones necesitan siempre ser buenas de modo que las células tirante activas y usted pueda sondar la acción recíproca y estar seguro que las células se comportan como en un ambiente fisiológico.

El otro tema es que las células son muy suaves, así que es muy difícil porque usted quiere apenas tocar la superficie, pero sin la destrucción de las células, que son muy frágiles.

¿Cómo estudiando procesos biológicos en el contexto celular ha extendido y ha cambiado nuestra comprensión de la biología de la superficie de la célula?

Muy recientemente, hemos podido sondar la única acción recíproca en las células, de modo que tengamos una mejor idea sobre cómo un único ligand puede obrar recíprocamente in vivo. Nuestra medición se realiza en las células aisladas, no obstante podemos asumir que una clase similar de acciones recíprocas ocurre dentro del organismo durante procesos biológicos fundamentales.

Como ejemplo del en, podemos ver, durante el primer instante de la acción recíproca de un único virus con una superficie de la célula, se establecen cuántas ligazones y cuáles el dinámico de estas ligazones es.

Por primera vez, podíamos sondar acciones recíprocas específicas directamente en las células vivas. Esto provee de nosotros los detalles sobre el número de acciones recíprocas establecidas durante el primer contacto entre un virus y una célula, por ejemplo. Nos informa la importancia de los efectivoses en enlace, su valencia, su afinidad. todos los factores obligatorios accionar un mecanismo efectivo de la infección.

¿Cómo el AFM directamente ha avance o ha ayudado su investigación?

Desde mi doctorado, he intentado siempre activar los límites de AFM con la idea de medir la acción recíproca de la único-molécula en las células vivas. Comencé esta técnica a la microbiología y ahora estoy estudiando las células animales.

Los gracias a nuestros recientes desarrollos podemos a la pregunta biológica de la llave de direccionamiento en el nivel celular y entendemos cómo reacción celular mediata individual del ligand o del virus. Recientemente, la nueva curva basar-AFM de la fuerza-distancia tiene habilitar una medición más rápida y permite que la fuerza aplicada sea controlada más exacto.

¿Cuál es el impacto más grande que el AFM ha hecho a los campos biológicos y del nanomedicine de la investigación?

Pienso con el reciente desarrollo, nosotros puedo ahora estudiar los nuevos mecanismos que ocurren en las células vivas. Por entendiendo cómo, un virus obra recíprocamente con las células, por ejemplo, nosotros veremos qué componentes celulares son muy cruciales durante los primeros pasos de la infección.

Entonces, en un segundo paso, podremos desarrollar y apuntar las acciones dominantes de esta primera acción recíproca para suprimir estas acciones recíprocas preliminares. Pienso eso muy pronto en el futuro, nosotros podré desarrollar algunas drogas que apunten esta primera acción recíproca.

¿Cómo la tecnología de Bruker ha ayudado o AFM avanzado en la investigación biológica?

Diría que este revelado tecnológico reciente nos ha habilitado a las células mamíferas de vida de la imagen, que no era posible con las maneras anteriores. Al mismo tiempo, nos permite medir acciones obligatorias específicas en las células, significado que podemos correlacionar directamente la topografía con el punto de enlace y extraer la cinética y la termodinámica de la acción recíproca, por lo tanto ofreciendo un retrato completo de la acción recíproca que ocurre en las células.

¿Qué sistema usted utiliza?

Actualmente, estamos trabajando en tres diversos campos. Estamos trabajando en virología y estamos estudiando la acción recíproca entre un virus y las células. Estamos observando los receptores específicos y estamos viendo cómo, por ejemplo, un GPCR obra recíprocamente con un único ligand para activar una señal intracelular.

También estamos interesados en la organización de lípidos en los glóbulos rojos u otras células y observar si los lípidos son haber distribuido homogénea o heterogénea y si montan en nanodomain como los balsas o sea más estable en las células.

¿Cuál es la importancia de reuniones, como la conferencia del AFM Biomed, a usted y a la comunidad de investigación del AFM?

Pienso que es agradable compartir nuestros resultados de investigación y discutirlos con otras personas para activar las ideas que usted no puede desplegar en su propio laboratorio. Es una manera encontrar a gente y observar las novedades.

¿Qué dirección usted ve, o quisiera que viera, AFM que entra en los cinco años próximos? ¿Qué usted ve como la cosa grande siguiente para el AFM?

Pienso que ahora es hora de aplicar la tecnología desarrollada hasta ahora para dirigir preguntas biológicas inexploradas.  Estudiar la mayor parte del mecanismo biológico relacionado con las acciones recíprocas superficiales no necesita desarrollar nuevas maneras; podemos ya uso de t cuál es actualmente availbale para contestar a las preguntas muy grandes, que ayudarían directamente en el alcance o el blindaje de drogas y de moléculas antiadhesivas.

He estado en mi instituto por dos años ahora y discuto con mis colegas cuáles el más potente o parte importante de AFM es y cómo puedo ayudarles. Observé recientemente que muchos biólogos de diversos campos comienzan a ver las capacidades únicas del AFM y cómo pueden utilizarlas para evitar límites actuales en su investigación.

Trabajé recientemente con un colega en inmunología que tenía un receptor en las células que él no estaba tan seguro de en términos de con cómo un ligand obra recíprocamente. Él sabía que haciendo señales fue mediado por este los receptores específicos pero no seguro si este receptor obraba recíprocamente directamente con el ligand. Ésta es la pregunta típica que podemos dirigir con nuestra tecnología.  

Para estudiarla, injertamos el ligand en el extremo del AFM y medimos la acción recíproca. Podíamos medir una acción recíproca específica y aún más, esa acción recíproca específica accionaba una señal intracelular y una reacción celular.

Podemos aplicar esta tecnología a otros campos y ayudar ya a biólogos, por ejemplo, o a gente en remedio a contestar a preguntas grandes.

¿Usted piensa el AFM tiene usos clínicos el moverse adelante?

Pienso que es muy difícil ejecutar el AFM dentro de un hospital porque es muy una técnica desafiadora. Desde el punto de vista de un científico, es muy difícil utilizar la tecnología actual del AFM. Un nuevo investigador en mi laboratorio tardará cerca de seis a nueve meses o aún un año entero para entender todos los parámetros de esta tecnología.

Sin embargo, pienso que es muy una tecnología útil porque hay muchos parámetros que usted puede extraer. Usted puede imagen la topografía; usted puede conseguir la información sobre una acción recíproca específica; usted puede extraer propiedades mecánicas nanas y rigidez modular.

Combinar todos estos datos puede ofrecer un retrato completo de qué ocurre en las células vivas y contesta a muchas preguntas. ¡Sin embargo, la gente de entrenamiento que nunca ha utilizado la tecnología para utilizar estas herramientas es muy desafiadora!

¿Dónde pueden los programas de lectura encontrar más información?

Sobre profesor David Alsteens

El profesor el Dr. David Alsteens ahora es un jefe de un grupo de NanoBioPhysics en el catholique de Lovaina de Université en Bélgica. David ha detectado su MSc. y doctorado en la misma universidad en el campo del nanobiothechnology con profesor Yves Dufrêne. Ese David hizo después un PostDoc en el departamento de la ciencia de los biosistemas y la ingeniería en ETH en Basilea, Suiza en el grupo de profesor Daniel Muller.

Foco de la investigación de David en el momento en el NanoBioPhysics de la maquinaria de la superficie de la célula. Sus aplicaciones de las personas utilizan principal microscopia atómica de la fuerza (AFM) a la imagen en las únicos proteínas, receptores, virus y células de alta resolución. Además, él utiliza las curvas basar-AFM de la fuerza-distancia para sondar molecular o las propiedades biofísicas celulares a cuantificar en la único-molécula nivelan las acciones recíprocas que impulsan procesos biológicos.

Él acaba de recibir un ERC que comenzaba la concesión del Consejo de Investigación europeo para estudiar el mecanismo de la infección del virus usando el AFM y la microscopia confocal.

David es el co-autor de 60 publicaciones y de 7 capítulos del libro.

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