可以发现很多关于细胞的条件和功能通过测量它的可变形性等力学性能。188金宝搏备用技术网络最近与丹尼尔Klaue,首席执行官,ZELLMECHANIK德累斯顿,学习更多关于细胞力学的领域。在这次采访中,丹尼尔解释了为什么它是重要的测量细胞力学,讨论这样的新方法——实时可变形性血细胞计数,突显出这一技术可以造福临床应用。
安娜·麦克唐纳(AM):什么是细胞力学和测量为什么这么重要?细胞力学揭示细胞呢?
丹尼尔Klaue (DK):想象十个香蕉躺在你面前。他们有不同程度的成熟和你想选择一个成熟的人。容易:你看看他们,如果有绿色,黄色和棕色水果你最可能会与黄色。现在下一个阶段:十个鳄梨不同的成熟…很难看到区别。最有可能你会把水果和轻轻按纸浆的阻力。与你的经验你会直观地知道多大的力用手指应用于分类鳄梨生(硬)、成熟(某些柔软),熟透了(太软)。水果的力学性能是由复杂的组织结构决定的。感觉到这些力学性能使我们能够得出结论关于水果的状态。
现在让我们去细胞水平,提出了一个问题:单个细胞的力学性能能告诉我任何关于细胞状态?是的!组织结构的等效果实细胞的细胞骨架(在较小程度上,其他结构组件如细胞质或膜)。功能之间的联系这一高度动态的灯丝结构和机械性能的细胞已经知道了几十年。细胞迁移或部门例如导致明显的细胞骨架结构的改变。同样,恶性细胞的修改往往伴随着细胞骨架重塑(大多数癌细胞比健康的柔软)。
当然,有无数的建立分子标记研究细胞,但你必须与标签或你必须解释细胞的信号。相比之下,力学性能是内在(没有标签需要)和你直接评估细胞生产或解释的信号。
因此,细胞力学构成主要科学目标为研究主题,从发展疾病。
问:如何测量细胞力学?你能解释实时变形性血细胞计数的工作原理和优点这种方法提供了吗?
DK:有各种各样的方法来测量细胞力学。区分的方法是很重要的,因为他们的地址不同的物理性质。根据时间、规模应用部队或位置的一个措施更有弹性或更多的粘性成分,细胞骨架或核力学,全局或局部属性。一些方法是测量部队由细胞,其他分析细胞的反应力和应用还有一些解释粒子运动在细胞质中。
实时的可变形性血细胞计数全球(RT-DC)措施,细胞骨架的弹性性质。从技术上讲,它是一种混合的流式细胞术和高速video-microscopy。细胞悬浮在一个缓冲和泵通过一个通道比细胞的直径略大截面。就像一条河,流体的运动速度更快的中心比。这种差异产生力量作用于细胞,导致变形。细胞变形小于“硬”“软”细胞在应用同样的力量。变形测量通过分析细胞的轮廓图像的通道。当假设单个细胞在悬架应用部队球形,这轮廓是圆形。现在变形定义为一个偏离圆形细胞的轮廓。
“实时”RT-DC来自细胞的即时分析的轮廓图像。直接计算细胞面积、高度、宽度、长宽比等允许动态数据的观察和控制。算法还等计算参数的亮度和brightness-deviation细胞,提供见解形态属性。锦上添花是保存每个检测到的事件的形象,使它容易离群值是否碎片或你正在寻找的罕见的细胞。
RT-DC的最大的优点是测量的10000倍增加率比其他方法处理细胞力学(如微量吸液管愿望100细胞/小时,RT-DC 1000细胞/秒)。这有助于应用label-free,非破坏性生物标志物作为标准在细胞生物学和临床研究统计上有意义的单个细胞的数量测量在几分钟。
问:你能告诉我们关于这个方法的起源和发展?
DK:方法实验室发明的教授Jochen粘糊糊的东西德累斯顿技术大学。粘糊糊的东西教授曾与AFM和光学拉伸揭示细胞力学和功能之间的相关性(或功能障碍)的细胞。这些方法的一个主要障碍是低吞吐量(max。几个100细胞/ h)。测量的过程是:找到一个细胞,阻止应用力,释放细胞和分析测量参数在整个实验。最耗时的步骤来克服他们开发了一种方法使用一个连续流连续部队和动态分析:RT-DC。
奥利弗·奥托博士和菲利普Rosendahl(现在ZELLMECHANIK德累斯顿的一部分)实现这个想法在2013年左右。自那以后,大量的科学论文发表高影响,我们的公司已经成立,技术扩展开发和技术开始蔓延。
现在可以同时测量物理性质和荧光信号的细胞(RT-FDC),从而允许比较和相关物理性质的细胞在细胞生物学的黄金标准(荧光流式细胞术)。它最近成为可能的动态跟踪细胞变形沿通道和研究的时间动态变形(dRT-DC)。排序的力学性能已经在实验室运行教授粘糊糊的东西,很快就会商业化。这一切都表明,该方法是良好的,我们将继续推动全球技术进一步限制和分发。
该方法是:应用程序可以特别受益?
DK:我们的使命是利用RT-DC在医疗环境。潜在的场景包括各种疾病的诊断和therapy-monitoring迹象,从炎性疾病如肺炎白血病癌症。
在脓毒症ZELLMECHANIK德累斯顿小说。脓毒症是最常见的死亡原因之一,在工业化世界心脏病和癌症,尽管意识还不强。迅速和败血症死亡:脓毒症的死亡率增加8%每小时。有很多的研究和开发,快速识别感染(原因、地点、细菌、病毒、真菌,…)迅速启动匹配的治疗。然而,与现有的方法这仍然需要几天在许多情况下是致命的。与此同时病人使用广谱抗生素治疗(´,不帮助在病毒感染的情况下)。是一个伟大的需要快速诊断和永久治疗疾病的监测。
因此,它是必不可少的寻找生物标志物的诊断)明显缩短了时间sepsis-causing代理(诊断标记)和b)从诊断,有效的缩短了时间验证的治疗应用代理(监测标志)。我们认为,免疫系统的细胞生物物理属性可以构成这个生物标志物。RT-DC允许我们描述成千上万的单个细胞从一滴血。因为不同类型的血细胞显示不同的属性(大小、变形、亮度,…),很容易识别不同人群(没有标签)。我们称之为机械血图的结果。
免疫系统的特定状态反映在特定模式的机械血图。因此,免疫系统的变化会反映在变化的机械血图(第一个确认实验结果已经发表)。众所周知,如淋巴细胞对病毒感染的反应主要、嗜中性粒细胞对细菌感染,脓毒症的并发症引起的强烈的中性粒细胞(在)反应。我们相信,这些细胞反应发生前,比在宏观层面上,如体温、心率、身体舒适。使用RT-DC我们可以快速访问这些信息的实时监控治疗成功。这也将有助于减少详尽的使用抗生素。
如果我们的客户发现的另一个医学应用RT-DC(癌症,血液移植质量控制,传染病,…)我们很高兴单独适应我们的技术。我们的精确的使命是帮助卫生保健提供者改善诊断和预后决定可持续疗法。
问:你的梦想是把技术变成一个医疗设备出现在10年内所有医院。沿着路径实现你预期什么挑战呢?该技术能产生什么样的影响,诊断和医疗的未来?
DK:很难建立一个医疗设备符合所有规定,对于不同的市场,经济的价格,可补偿的医疗保险。但这是可以解决的,通过合作与经验丰富的合作伙伴。真正挑战将是证明脓毒症治疗的临床适用性和增加价值管理。我们必须执行临床试验等关键球员,说服所有的医疗专业人士,对购买决策者在医院和医疗保险。然后有强大的医疗设备市场的竞争。也许将更具挑战性反对那些老牌企业。
有一个改进的测试,揭示了一个令人信服的声明或拒绝免疫状态下治疗脓毒症的结果可以极大地影响。它可以减少重症监护病房治疗的巨大成本和住宿的脓毒症患者。此外,改进治疗传染病管理还涉及的主题不必要的使用,和抵抗的发展,抗生素。
RT-DC医疗设备将最有可能不是完全取代其他诊断技术。它将提高整个过程。作为微分血细胞计数是标准的今天,我们要让它标准执行机械血像…大约10年后。
丹尼尔Klaue安娜·麦克唐纳说,科学技术网络作家。188金宝搏备用
