Znajdź zawartość

Inżynierowie z California Institute of Technology (Caltech) skonstruowali inteligentną szalkę Petriego. Wbudowali w nią czujnik obrazu, taki sam jak w aparatach cyfrowych, kompletnie zmieniając sposób obrazowania i dokumentowania hodowli mikroorganizmów. Artykuł na temat ePetri, jak Amerykanie nazwali swój wynalazek, ukazał się w piśmie Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). Do tej pory na dno szalki nakładano warstwę pożywki, a na nią krople roztworu z mikroorganizmami. Całość wstawiano do inkubatora, a potem, czasem wiele razy , naczynie wyjmowano, by obejrzeć pod mikroskopem postępy poczynione przez namnażające się bakterie czy grzyby. Przy wersji ePetri nie potrzeba mikroskopu, zmniejsza się nakład pracy człowieka, dodatkowo można poprawić jakość dokumentacji rozwoju hodowli. Nasza szalka ePetri jest kompaktową, małą, bezsoczewkową platformą obrazowania mikroskopowego. Jesteśmy w stanie bezpośrednio śledzić kulturę wewnątrz inkubatora. Dzięki połączeniu kablowemu dane z szalki są automatycznie przekazywane do stojącego na zewnątrz laptopa - wyjaśnia Guoan Zheng, dodając, że oznacza to nie tylko mniej pracy dla człowieka, ale i mniejsze ryzyko skażenia hodowli. Amerykanie zbudowali prototyp swojego urządzenia, wykorzystując smartfon Google'a, czujnik obrazu z telefonu komórkowego i... klocki LEGO. Hodowlę umieszcza się na czujniku. Wyświetlacz LED staje się skanującym źródłem światła. Naukowcy twierdzą, że ich technologia przydaje się zwłaszcza przy obrazowaniu zlewnych hodowli, które zajmują całe dno naczynia. Prof. Changhuei Yang wyjaśnia, że celem zespołu było uzyskanie systemu do szerokokątnego obrazowania mikroskopowego próbek zbitych komórek. Akademicy z Caltechu podpowiadają, że platformę ePetri można także zastosować do detekcji toksycznych związków chemicznych czy narkotyków (zamiast zwykłego testu). Biolog Michael Elowitz sprawdził skuteczność ePetri na embrionalnych komórkach macierzystych, które często zachowują się inaczej w poszczególnych rejonach szalki, bo przekształcają się w różne typy komórek. Zwykle pod mikroskopem naukowcy mogą obserwować w danym momencie tylko jeden ich rodzaj, tymczasem prototyp pozwolił na oglądanie całego dna naraz. Amerykanie mogą obserwować żywe mikroorganizmy w szerokim zakresie skal: od poziomu subkomórkowego po makroskopowy. Obecnie trwają prace nad samowystarczalnym systemem z własnym inkubatorem.

Badacze z kilku amerykańskich uczelni, m.in. Harvard Stem Cell Institute, twierdzą, że udało im się zapoczątkować erę badania setek chorób w szalkach Petriego. Pobrali oni komórki od osób z 10 poważnymi chorobami i przeprogramowali je, uzyskując 20 linii indukowanych pluripotencjalnych komórek macierzystych (iPS, ang. induced pluripotent stem cells). Dzięki Amerykanom wiadomo, że w przypadku wielu chorób reprogramowanie jest możliwe. Poza tym to spora oszczędność dla naukowców, którym brakuje czasu lub funduszy na wyhodowanie własnych linii komórek (Cell). Harvard Stem Cell Institute ma ufundować centralne laboratorium, z którego zasobów będą mogli za darmo skorzystać prowadzący doświadczenia akademicy. Naukowcy posłużyli się metodą uzyskania iPS, opracowaną dwa lata temu przez Shinyę Yamanakę z Uniwersytetu w Kioto. Nieznacznie ją przy tym zmodyfikowali. Na co chorowali pacjenci, od których pobrano materiał? Na dystrofię mięśniową, choroby Huntingtona i Gauchera, cukrzycę typu 1., zespół Downa czy chorobę Parkinsona. Doug Melton, dyrektor harvardzkiego Instytutu, uważa, że tworzenie linii pochodzących od wielu pacjentów z, dajmy na to, cukrzycą, pozwoliłoby określić zakres zmienności genów przyczyniających się do zachorowania. Na specyficznych dla choroby komórkach macierzystych można by w przyszłości testować leki oraz hodować je do przeszczepów. Linie iPS dokładniej naśladują przebieg choroby, niż da się to osiągnąć podczas eksperymentów na myszach i innych zwierzętach laboratoryjnych. Na razie technikę zastosowano tylko do 10 chorób, ale na pewno ich lista zostanie wydłużona. Kierownik zespołu badawczego, profesor George Daley ze Szpitala Dziecięcego w Bostonie, cieszy się, że wreszcie udało się spełnić marzenie o przeniesieniu choroby do probówki. Będzie przecież można obserwować rozwój tkanki z pierwotną wadą genetyczną na płytce laboratoryjnej. Zostaną, oczywiście, wybrane tkanki upośledzane przez konkretną chorobę. Daley ma nadzieję, że już niedługo wynaleziona w Japonii technika zostanie wykorzystana w codziennej praktyce szpitalnej. Dzięki niej terapie zaprojektowane pod kątem określonego pacjenta stałyby się rzeczywistością. Wystarczyłoby przeprojektować komórki, by usunąć powodującą chorobę wadę, a następnie wszczepić je podopiecznemu.