Facendo uso del AFM per caratterizzare le cellule tumorali

Un'intervista con il Dott. JIM Gimzewski, UCLA ha condotto da ora ad aprile Cashin-Garbutt, il mA (Cantab)

Potete fare prego una breve introduzione alla vostra ricerca che caratterizza le cellule tumorali?

Il mio nome è James Gimzewski e sono un professore distinto al UCLA. Sono nell'instituto della biochimica e di chimica, ma egualmente sono coinvolgere molto nell'istituto della California NanoSystems al UCLA. Eravamo probabilmente i primi per aprire la strada all'idea di che cosa ora è conosciuto come mechanobiology - lo studio sui beni meccanici delle cellule tumorali come strumento diagnostico potenziale.

Credito: Mikheiken, DNA del A. et al. che nanomapping facendo uso di CRISPR-Cas9 come nanoparticella programmabile. Commun nazionale. 8, 1665 (2017)

Come il AFM ha permesso che misuraste la morbidezza delle cellule e perché è questo importante?

Una di belle cose circa il AFM è che è uno strumento meccanico. Allo stesso modo un medico riterrebbe l'interfaccia o il tessuto di un paziente, il AFM permette che quello sia fatto sul nanoscale ed è unico in quel rispetto.

Che sfide avete dovuto sormontare in termini di assicurarti le celle non avete scoppiato?

Conosciamo molto circa la tecnologia del AFM. All'inizio, il AFM non era molto buono a biologia affatto. Tuttavia, siamo esperti in nanotecnologia e lavorando con la gente che è esperti in celle e portando i due campi insieme, potremmo condurre molte forze di diminuzione e della ricerca, per esempio e capiamo le cose circa il suggerimento, che ci ha permesso di sviluppare questa abilità.

Mechanobiology ed AFM da AZoNetwork su Vimeo.

 

È conosciuto perché le cellule tumorali metastatiche sono estremamente morbido confrontate alle celle normali malgrado le similarità nell'aspetto?

Lavoro con la gente al UCLA che è esperti in patologia e ci sono differenze sottili in determinate morfologie ecc in cellule tumorali, ma non è sempre possibile dire quello.

Abbiamo uno strumento ortogonale che una volta usato per esaminare il mechanobiology, ci indica che le cellule tumorali metastatiche sono circa 10 volte più molli di alcune celle mesothelial equivalenti che sarebbero in un campione.

Sarà possibile utilizzare il AFM nell'ambiente clinico come strumento diagnostico?

Sto lavorando con Jianya Rao che è la testa di patologia e si specializza nella diagnosi del cancro. Insieme, stiamo lavorando ad un nuovo tipo di strumento, che è una piattaforma automatizzata che concederebbe, per esempio, di gente medica per utilizzare il microscopio e per individuare automaticamente le cellule tumorali. Quello è lo scopo a lungo termine del nostro − del lavoro che può tradurre quello in regolazione medica.

Come il AFM direttamente ha avanzato o aiutato la vostra ricerca?

Mi sono interessato sempre a nanomechanics. Ho cominciato studiare la nanotecnologia nel 1983 ad IBM e poi mi sono mosso verso il UCLA nel 2001. Ho cominciato pensare che potremmo utilizzare questo strumento nanomechanical come modo unico di esame della biologia e quella piombo me in medicina. È uno strumento essenziale e continua migliorare ottenendo più veloce e automatizzato. Ho una visualizzazione ottimistica per il futuro del suo uso nella medicina.

Che cosa è il più grande impatto che il AFM abbia fatto ai campi di nanomedicine e biologici della ricerca?

Ci sono quei numerosi. Naturalmente, gradisco specialmente la capacità di studiare il mechanobiology, ma egualmente mi interesso alla rappresentazione ed a AFM ad alta velocità. Abbiamo potuti ai motori molecolari di immagine che funzionano lungo i filamenti dell'actina. L'alta velocità permette che catturiate i video di vita al nanoscale e penso siano meravigliosi. Più cose emergeranno in futuro.

Credito: Mikheiken, DNA del A. et al. che nanomapping facendo uso di CRISPR-Cas9 come nanoparticella programmabile. Commun nazionale. 8, 1665 (2017)

Come la tecnologia di Bruker ha aiutato o AFM avanzato nella ricerca biologica?

Sono una delle società principali, specialmente nel bio- campo. Personalmente, insieme all'istituto della California NanoSystems, abbiamo molto uno stretto rapporto. Sono a Santa Barbara e siamo in Los Angeles.

Escono del loro modo al ritocco e modificano il commputer secondo chi sta lavorando nei bio- e bisogni medici. Penso che è stato un aspetto molto importante e, in particolare, Chanmin Unione Sovietica è una procedura guidata assoluta ad un le cose in uno spazio molto breve di tempo!

Che cosa è l'importanza delle riunioni, come la conferenza del AFM Biomed, voi ed alla comunità di ricerca del AFM?

Appena oggi, ho imparato così tanto. Provo a continuare con la letteratura. Ai vecchi tempi, c'erano forse 50 ricercatori del AFM nel mondo, mentre oggi, ci sono migliaia di ricercatori del AFM. Ciò è quindi un gran opportunità riunirsi, parlare con gente, scopre gli ultimi sviluppi e perfino fornisce le nuove idee e le idee per collaborazione.

Ciò è una riunione particolarmente buona. Non è egualmente troppo grande; non ha sessioni parallele ecc, in modo da potete realmente avere una relazione di valore univoco con la molta gente che sta parlando qui o sta presentando i manifesti.

La che direzione vedete, o vorreste per vedere, AFM che va durante i cinque anni futuri? Che cosa vedete come la grande cosa seguente per il AFM?

Vorrei vedere una coppia di cose. Vorrei vedere la velocità continuare aumentare. Dal momento che, appena alcune piccole dimostrazioni hanno indicato 1.000 fotogrammi un secondo è possibile a certe condizioni, ma sarebbe buono se in tutte le circostanze biologiche, potremmo avere video realmente veloci e guardare i meccanismi di vita nel moto. Penso che è l'una direzione.

L'altra direzione interessa il fatto che AFMs tende ad essere per tutti gli usi. Possono esaminare le celle ed i fili di DNA. Possono fare i lotti delle cose, ma quello viene ad un prezzo. Vorrei vedere il − più su misura di AFMs un che potessero mappare il DNA e fossero progettati per quello ad alta velocità. Nel campo della diagnosi medica, sarebbe utile avere commputer che sono molto più facili da funzionare in modo che un tecnico medico potesse eseguirli.

Una terza direzione che è importante me è di continuare ridurre le forze giù ai piconewtons. Parliamo tipicamente dei nanonewtons in AFM, ma vorrei vedere un movimento alle perturbazioni molto basse in termini di forze.

Quelle sono le tre cose che vorrei personalmente vedere accadere e penso che accadano.

Dove possono i lettori trovare più informazioni?

Circa Dott. JIM Gimzewski

Il Dott. James K. Gimzewski è un professore distinto di chimica all'università di California, a Los Angeles ed al membro dell'istituto della California NanoSystems. La sua ricerca corrente comprende la scienza dei sistemi biologici, montaggio del nanoscale delle reti atomiche dell'opzione per emulare il neocortex e il mechanobiology delle celle, dei exosomes e dell'actina limitati con le proteine obbligatorie di un neurone.

Il Dott. Gimzewski è un collega della società reale e dell'accademia reale di assistenza tecnica. Ha conseguito i dottorato onorari (hc di DSc & hc di PhD) dall'università di Aix II a Marsiglia, Francia e dall'università di Strathclyde, Glasgow. È un pi ai materiali Nanoarchitectonics  (MANA) nell'istituto nazionale di scienza dei materiali (NIMS), Tsukuba, Giappone. È egualmente Direttore scientifico dell'arte del UCLA|Centro di Sci.

Prima dell'aggiunta della facoltà del UCLA nel 2001, era una guida del gruppo al laboratorio di ricerca di IBM Zurigo, in cui ha condotto la ricerca in scienza e tecnologia del nanoscale per più di 18 anni. Il Dott. Gimzewski ha aperto la strada alla ricerca sui contatti meccanici ed elettrici con i singoli atomi e molecole facendo uso di microscopia di traforo di scansione (STM).

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