Met de hulp van halfgeleider nanokristallen, onderzoekers van het Max Planck Instituut voor Biofysische Chemie in Goettingen, Duitsland, en hun medewerkers aan de Universidad de Buenos Aires zijn nu in staat om films van de signaaloverdracht processen die betrokken zijn bij de regulering van genexpressie (Nature Biotechnology vast te leggen , februari 2004 nummer). Deze doorbraak zal naar verwachting versnellen van de ontwikkeling van nieuwe kanker-uithardende drugs. Quantum Dots (of QD's) kan worden gebruikt als nano-sized markers voor DNA-sequenties, eiwitten of andere moleculen te visualiseren en volgen ze in de cel. De complexen bestaan uit QD's en specifieke liganden, in dit geval een cellulair groeifactor, binden aan moleculen, zoals receptoren op het celoppervlak doel. De QD's gloed in een verscheidenheid van kleuren en zijn tot 1000 keer helderder dan conventionele fluorescerende kleurstoffen. In een studie gepubliceerd in het februarinummer van het gerenommeerde wetenschappelijke tijdschrift Nature Biotechnology, Diane Lidke en haar collega's presenteren resultaten van hun experimenten met Quantum Dots. Dit zijn nano-sized halfgeleiderkristallen slechts tien miljoenste van een millimeter in diameter die fluoresceren in verschillende kleuren bij excitatie met een laserbron. Deze kristallen konden de onderzoekers om real-time video-clips van de overdracht van signalen in de zogenaamde ErbB-receptor familie, belangrijke doelen voor veel anti-tumor geneesmiddelen, zoals antilichamen gericht tegen borstkanker te leveren. Onder andere processen, de films vast te leggen van de opname en de daaropvolgende herverdeling van de receptor-growth factor complexen in het binnenste van de cel. "De in-vivo metingen gemeld in ons onderzoek nieuwe inzichten onthuld in cellulaire processen en interacties die voorheen alleen kon worden bestudeerd op vaste (dode) cellen," schrijven de onderzoekers, geleid door dr. Thomas Jovin, voorzitter van het Max Planck Instituut voor Biofysische chemie's Department of Molecular Biology. "Een begrip van de receptor-gemedieerde transductie is essentieel voor de rationele receptor-gerichte kankertherapieën. Kwantitatieve benaderingen op basis van meerdere combinaties van quantum dots en liganden zal van onschatbare waarde voor dergelijke onderzoeken." In hetzelfde nummer van Nature Biotechnology, twee toonaangevende experts in live cell imaging beoordeeld van de resultaten van de studie. "Halfgeleider nanokristallen kan bewegingen van individuele receptoren op het oppervlak van levende cellen met een ongeëvenaarde ruimtelijke en temporele resolutie track", schreef Gal Gur en Yosef Yarden van Israëls Weizmann Institute of Science. "(Andere) beeldvorming methodieken hebben een beperkte ruimtelijke en temporele resolutie en ofwel vereisen complexe manipulatie of in staat zijn om slechts zeer korte snapshots van receptor dynamiek te geven." Conventionele tools, zoals fluorescente kleurstoffen en polymeer sferen, bleekwater te snel - soms binnen enkele seconden - te zijn voor het gebruik van uitgebreide video-beelden van levende cellen, aldus de onderzoekers. Quantum Dots, aan de andere kant zijn niet alleen zeer fotostabiel, maar ook heel helder, waardoor het mogelijk is om veel elementen van de cel voor de minuten of zelfs uren op te sporen een keer. Vandaag, de duur van de observatietijd is een kritische factor voor de bestudering van cellulaire processen, omdat een snelle veranderingen kunnen plaatsvinden over een tijdspanne van seconden of minuten. |