Τα πειράματα εργαστηρίου υψηλής ανάλυσης δείχνουν πώς τα κύτταρα «τρώνε»
Τα κύτταρα συχνά τρώνε στερεά σωματίδια, μια διαδικασία που ονομάζεται φαγοκυττάρωση. Οι ερευνητές χρησιμοποιούν συχνά συνθετικά νανοσωματίδια για να κατανοήσουν τις περίπλοκες λεπτομέρειες αυτής της διαδικασίας, αλλά αυτά δεν μοιάζουν πάντα με τα τρόφιμα που τα κύτταρα γιορτάζουν στη φύση. Τώρα, οι ερευνητές έχουν κατασκευάσει βιολογικά σωματίδια ελεγχόμενου μεγέθους και σχήματος που αντικατοπτρίζουν τα φυσικά τρόφιμα και συνδυάζουν αυτά με απεικόνιση υψηλής ανάλυσης για να κατανοήσουν πώς τα κύτταρα παραμορφώνονται για να τυλίξουν τα τρόφιμά τους. Τα ευρήματα θα μπορούσαν να ρίξουν φως στο πώς τα κύτταρα λαμβάνουν θρεπτικά συστατικά και να ανταποκριθούν σε ξένους εισβολείς όπως τα βακτήρια.
Όταν αντιμετωπίζουν ένα σωματίδιο για να κατακλύσουν, τα κύτταρα στέλνουν ψευδοπόδες (επεκτάσεις μεμβράνης) για να το αγκαλιάσουν. Στη συνέχεια, φερμουάρ επάνω στις άκρες των ψευδοπόδων για να σχηματίσουν ένα διαμέρισμα που συνδέεται με τη μεμβράνη που περικλείει το σωματίδιο των τροφίμων.
Για να δούμε λεπτομερέστερα αυτή τη διαδικασία, η ομάδα ανέπτυξε δύο τύπους συνθετικών σωματιδίων που θα μπορούσαν εύκολα να διακριθούν χρησιμοποιώντας μια τεχνική μικροσκοπίας υψηλής ανάλυσης γνωστή ως μικροσκοπία 3D δομημένου φωτισμού. Αυτή η τεχνική επέτρεψε στους ερευνητές όχι μόνο να απεικονίσουν τη μεμβράνη που περιτυλίγονται γύρω από τα σωματίδια, αλλά και να ποσοτικοποιήσουν πόσο η μεμβράνη τεντωμένη για να φιλοξενήσει σωματίδια διαφορετικού μεγέθους και διαμορφωμένου. Διαπίστωσαν ότι τα σφαιρικά σωματίδια του ίδιου μεγέθους τεντώνουν τη μεμβράνη περισσότερο από τα επιμήκη σωματίδια, πιθανόν επειδή η καμπυλότητα του σφαιρικού σωματιδίου απαιτεί περισσότερη μεμβράνη για ένα πλήρες περιτύλιγμα.
Η ομάδα παρατήρησε επίσης μια άλλη συμπεριφορά που θα μπορούσε να προσφέρει ενδείξεις για το πώς τα κύτταρα διακρίνουν μεταξύ διαφορετικών τύπων σωματιδίων τροφίμων. Συνήθως, τα κύτταρα χρησιμοποιούν χημικούς υποδοχείς στην επιφάνεια τους για να αναγνωρίσουν τα σωματίδια που στοχεύουν στη φαγοκυττάρωση. Ωστόσο, η ομάδα παρατήρησε ότι τα κύτταρα ήταν πιο αποτελεσματικά στην περικύκλωση των σωματιδίων σε σχήμα ποδοσφαίρου πάνω από σφαιρικά σωματίδια, ανεξάρτητα από την παρουσία χημικών σημάτων που κανονικά θα προκαλούσαν φαγοκυττάρωση. Αυτό υποδηλώνει ότι τα κύτταρα μπορούν να χρησιμοποιούν φυσικές ιδιότητες, όπως το σχήμα, για να στοχεύουν ορισμένους τύπους σωματιδίων - πληροφόρηση που θα μπορούσαν να χρησιμοποιήσουν για να διακρίνουν τα βρώσιμα μόρια και τις πιθανές απειλές όπως η εισβολή βακτηρίων.
Οι ερευνητές λένε ότι η προσέγγισή τους παρέχει ένα νέο μέσο μελέτης φαγοκυττάρωσης με πιο ρεαλιστικά σχήματα και μεγέθη σωματιδίων από ό, τι προηγουμένως ήταν δυνατό. Σχεδιάζουν να χρησιμοποιήσουν τις μεθόδους τους για να διερευνήσουν τον τρόπο με τον οποίο η κυκλοφορία των διαμερισμάτων που συνδέονται με τη μεμβράνη εντός των κυττάρων και τον τρόπο με τον οποίο παραδίδουν το φορτίο τους.
