Imune ćelije se bore protiv infektivnih uljeza, na primer, ili traže početni karcinom. Zbog toga oni stalno migriraju kroz tkiva našeg tela. Ali na pogrešnom mestu, imune ćelije poput neutrofilnih granulocita mogu izazvati oštećenje. Ako ova bela krvna zrnca infiltriraju tumore, to je često povezano sa lošom prognozom za pacijente. Zbog toga bi mogli imati koristi od lekova koji sprečavaju neutrofile da migriraju u tumore.
Do sada je ova migracija istraživana korišćenjem konvencionalne video mikroskopije. Istraživači (Univerzitet Duisburg-Esen, Leibniz-Institut fur Analitische Vissenschaften) razvili su mikroskop za analizu jedinjenja velike propusnosti.
Sa konvencionalnom video mikroskopom, jedan objektiv kamere posmatra kretanje ćelija pod mikroskopom – jedan po jedan uzorak. Sa svojim novim mikroskopom, naučnici sa Univerziteta Duisburg-Esen (UDE) i Leibniz-Instituta fur Analitische Vissenschaften (ISAS) mogu analizirati više uzoraka istovremeno. Istraživači predstavljaju svoj mikroskop, nazvan CompleXEye, u Nature Communications.
„Kada bismo znali kako da kontrolišemo migraciju neutrofila, mnoge bolesti bi se lakše lečile“, kaže prof. dr Matijas Guncer, direktor Instituta za eksperimentalnu imunologiju i snimanje (UDE) i šef odeljenja za biospektroskopiju u ISAS-u. Ali do sada je nedostajalo metoda za unapređenje ove vrste istraživanja, posebno za male imune ćelije koje se brzo kreću. Sada su Gunzer i njegovi koautori bili u mogućnosti da drastično povećaju brzinu analiza migracije koristeći CompleXEye.
„U našim testovima bili smo u mogućnosti da analiziramo uzorke oko 60 puta brže nego što bi to bilo moguće sa konvencionalnom video mikroskopijom“, objašnjavaju dva glavna autora Zulal Cibir i Jakueline Hassel (UDE).
Da bi istražili uticaj postojećih jedinjenja na migraciju neutrofila, istraživači iz Esena su testirali oko 1.000 supstanci iz hemijske biblioteke u Lead Discoveri Centru u Dortmundu. Za naknadnu analizu, stručnjaci za veštačku inteligenciju u ISAS-u su programirali prilagođeni softver.
Koristeći sistem CompleXEye koji podržava veštačku inteligenciju, u roku od samo četiri dana, istraživači su zatim identifikovali 17 supstanci koje mogu snažno uticati na pokretljivost ljudskih neutrofila.
U početku, nalazi su od osnovne naučne vrednosti, ali se istraživači nadaju da će otvoriti mnoge nove terapijske mogućnosti. „Uz nekoliko manjih podešavanja, CompleXEye se može koristiti i za druge ćelije, na primer za praćenje napredovanja bolesti i otkrivanje ranih znakova upozorenja o pogoršanju infekcija kao što je neposredno trovanje krvi“, kaže imunolog Gunzer.
Da bi razvili CompleXEye, naučnici sa Medicinskog fakulteta, Odeljenja za elektrotehniku i informacione tehnologije na UDE i ISAS u Dortmundu su blisko sarađivali.
„Izazov je bio napraviti minijaturizovane mikroskope, učiniti ih pokretnim i sastaviti ih tako čvrsto u jedan sistem da mogu da snimaju video zapise iz svake od 384 komore ploče za bunar, zajedničkog ležišta za pregled“, kaže dr Rajnhard Viga iz Electronic Odsek za komponente i kola u UDE.
Za tehničku konstrukciju novog mikroskopa bio je zadužen inženjer elektrotehnike . Poput složenog oka muve sa više sočiva, CompleXEye se pomera ispod ploče bunara i istovremeno snima slike sa svim svojim sočivima svakih osam sekundi.
Istraživači zatim kombinuju ove slike da bi napravili niz vremenskih intervala. Migrirajuće ćelije vidljive u ovim filmovima zatim pojedinačno prati AI. U budućnosti, CompleXEye će biti proširen tako da uključuje dodatna sočiva kako bi se moglo snimiti još više slika.
