Брайан Пэчетт, научный сотрудник и преподаватель в Отделе Физики в Университете Долины Юты, опишет метод группы, который использует звуковые волны, чтобы управлять и исследовать клетки, во время Акустического Общества Встречи Осени 2015 года Америки, проведенной 2-6 ноября, в Джексонвилле, Флорида.Метод объединяет низкочастотную ультразвуковую волну, чтобы поднять клетки и ограничить их единственным слоем в жидкости и высокочастотной ультразвуковой волне, чтобы измерить жесткость клетки.«Акустическая волна – волна давления, таким образом, она едет как волна высокого и низкого давления. Заманивая звуковую волну в ловушку между преобразователем – таким как спикер – и отражающей поверхностью, мы можем создать ‘постоянную волну’ в космосе между», объяснил Пэчетт. «У этой постоянной волны есть постоянные слои высокого и низкого давления, иначе ‘антиузлы’ и области, ‘узлы’, где давление остается тем же самым».
Эта постоянная волна позволила группе акустически поднимать клетки и изолировать их способом, подобным их естественному состоянию – как они будут в человеческой ткани или кровотоке. Предыдущая работа в этой сфере полагалась «на рост клеточных культур в чашке Петри, которая имеет тенденцию искажать структуру, а также создавать все виды вмешательства», сказал Пэчетт.
Значение работы группы состоит в том, что она сосредотачивается на неизведанном методе измерения свойств клеток и как они изменяются во время процесса развития рака и болезни. «Жесткость клетки – основное изменение, обнаруженное с нашим высокочастотным ультразвуком; это показывает подробную информацию о внутренней структуре клетки и как это изменяется при определенных болезнях», сказал Пэчетт.Метод группы может также помочь различать различные типы рака – такие как агрессивный рак молочной железы против менее агрессивных форм. «Изолируя клетки в монослое жидкости через акустическое поднятие, мы предоставляем лучший метод для обнаружения жесткости клетки», сказал Пэчетт. «Этот метод может использоваться, чтобы исследовать аспект клеток, который изменяется во время болезни Альцгеймера, метастаза рака, или во время начала аутоиммунных ответов, чтобы лучше понять эти условия и обеспечить понимание возможных методов лечения».Один из ключевых результатов группы – то, что, «управляя формой волны, которую мы используем для поднятия в особенных методах, мы в состоянии создать более точный, резко определенные слои», сказал Пэчетт. «И, одалживая у предыдущей работы клеточной культуры, сделанной нашей группой, наш высокочастотный метод ультразвука обнаруживает изменения в жесткости клеток с высокой точностью. Изолируя клетки в поднимаемом монослое, мы надеемся видеть эти изменения более ясно так, чтобы мы могли получить лучшее понимание того, что происходит в клетке и почему».
Какие виды заявлений этот метод мог бы найти? «Это – действительно фантастический метод исследования для исследования аутоиммунных нарушений», указал Тимоти Дойл, ведущий ученый на проекте и доцент физики в Университете Долины Юты.До других заявлений метод группы может найти использование в клиниках, больницах и хирургических центрах как способ немедленно диагностировать и характеризовать рак или другие болезни.«Наш метод определяет агрессивные типы рака молочной железы, например, в то время как в операционной», отметил Пэчетт. «Быстрее, чем текущие методы патологии, это позволит врачам гарантировать более быстрые оценки и планы более эффективного лечения относительно пациентов – персонализированный к их определенным потребностям, которые, в свою очередь, закончат тем, что были более экономически выгодными в долгосрочной перспективе».
В ближайшем будущем группа планирует применить их метод к широкому спектру биологических материалов, включая лейкоциты, подвергающиеся активации, которая является частью иммунной реакции на болезнь.«Мы сотрудничаем с Онкологическим институтом Охотника – частью Университета системы здравоохранения Юты – чтобы исследовать различные типы тканей молочных желез при поднятии, чтобы усовершенствовать наши методы диагностики патологии», сказал Пэчетт. «Наша цель состоит в том, чтобы обеспечить потенциально спасительные, персонализированные лечения на основе нашей способности к быстро и эффективно диагностировать раковые образования и болезни в пациентах».