Enfrentando constantemente o mundo celular para capturar o momento momentâneo da atividade

O OPT Microscopia Pattical é uma técnica importante para entender os processos biológicos dinâmicos nas células, mas em alta resolução espacial, observando com precisão essa mobilidade celular de alta velocidade tem sido uma tarefa enorme há muito tempo.

Agora, publicado em um artigo Luz: Wij e programas e aplicaçõesPesquisadores da Universidade de Osaka, juntamente com organizações colaborativas, revelaram a tecnologia de microscopia pattical crio-óptica que tira um instantâneo rígido em um certo ponto de tempo selecionado na atividade celular dinâmica.

Devido ao comércio básico entre a resolução temporal e o “orçamento de fótons”, eventos celulares dinâmicos rápidos com detalhes espaciais e quantificabilidade foram um grande desafio, o que significa quanta luz pode ser coletada para a imagem. Recursos importantes no espaço e no tempo são perdidos no som, com fótons limitados e imagens apenas obscuras e barulhentas.

“Em vez de perseguir o movimento na imagem, decidimos congelar a cena inteira”, Kosoke explica um dos principais autores de Tsuji. “Desenvolvemos uma câmara especial de congelamento de amostra para combinar os benefícios da microscopia de células vivas e de criação de crio. Ao resfriar rapidamente as células sob o microscópio óptico, podemos monitorar o instantâneo estável da mobilidade celular em alta resolução”.

Por exemplo, a equipe estabiliza a proliferação de ondas de íons de cálcio nas células-cardíacas vivas. Posteriormente, uma onda estável detalhada complexa foi observada em três dimensões usando uma tecnologia de super-resolução que geralmente não podia observar a rápida mobilidade celular devido ao seu movimento de aquisição de imagem lenta.

O escritor sênior Katsumasa Fujita diz: “Esta pesquisa começou com uma ousada mudança de perspectiva: em vez de lutar para manter em movimento os processos celulares dinâmicos.

Um dos principais autores, Mojito Yamanaka, acrescenta: “Nossa tecnologia preserva as características espaciais e temporais das células vivas com resfriamento imediato, possibilitando observar seus estados em detalhes. Quando as células são estáveis, podemos tomar uma ferramenta de microscopia OPT Pattical muito precisa”.

Os pesquisadores também mostraram como essa tecnologia melhora a precisão. Por células de resfriamento rotuladas com sonda fluorescente de íons de cálcio, elas foram capazes de usar tempos de exposição 1000 vezes mais do que o prático em imagens de células vivas, aumentando significativamente a precisão da medição.

Para capturar eventos biológicos transitórios em momentos certamente definidos, os pesquisadores integram o sistema de injeção de criogênio acionado eletricamente. Com a estimulação da luz UV para induzir ondas de íons de cálcio, esse sistema permite que as ondas de íons de cálcio esfriem em um determinado momento, após o início do evento, com a precisão de 10 ms. Isso permitiu à equipe prender processos biológicos transitórios com precisão temporal sem precedentes.

Finalmente, a equipe sintonizou sua atenção na combinação de várias técnicas de imagem, difíceis de ajustar a tempo. Ao resfriar a regra de amostras de Ane Near-Instant, vários métodos de imagem agora podem ser aplicados sequencialmente sem se preocupar com a correspondência temporal. Em seu estudo, a equipe combina microscopia espontânea de Raman e microscopia de fluorosons de super resolução no mesmo grito de células fixas. Isso lhes permitiu ver informações celulares complexas de várias perspectivas em um determinado momento.

Essa inovação abre novas maneiras de monitorar eventos celulares rápidos e transitórios, fornecendo uma ferramenta poderosa para explorar métodos de processos biológicos dinâmicos.