Układy wieloczujnikowe do umieszczania w komórkach
Schorzenia i urazy, w wyniku których dochodzi do uszkodzenia komórek, mogą powodować utratę sprawności i obniżać jakość życia. Przeszczepy całych organów są z powodzeniem stosowane do przywracania funkcji różnych organów, w tym wątroby, nerek i serca. Transplantacja tkanek (organy zbudowane są różnych rodzajów tkanek) to kolejny środek pozwalający ratować życie i funkcje życiowe wielu chorym. O ile przeszczep mózgu ludzkiego to melodia odległej przyszłości, naukowcy osiągają już znaczne sukcesy w zakresie transplantacji ludzkich embrionalnych komórek i tkanek. Takie metody okazują się skuteczne w szczególności w przypadku schorzeń układu nerwowego, takich jak choroba Parkinsona, a obecnie prowadzone są wstępne badania kliniczne dotyczące choroby Huntingtona. Multipotentne neuronowe komórki macierzyste (NSC) to komórki, które mogą rozwinąć się w szereg różnych rodzajów komórek w zależności od bodźców pochodzących z lokalnego środowiska. Transplantacja NSC jest modelem doświadczalnym szeroko stosowanym w badaniu procesów związanych z terapią zastępowania komórek w ośrodkowym układzie nerwowym. Badania mechanizmów molekularnych różnicowania i integracji funkcjonalnej tych komórek z tkanką gospodarza są jednak niekompletne. Europejscy naukowcy zainicjowali finansowany ze środków UE projekt Excell ("Exploring cellular dynamics at nanoscale"), aby zbadać funkcje komórkowe i mechanizmy molekularne na nieosiągalnym wcześniej poziomie szczegółowości. Naukowcy wykorzystują w swoich badaniach nanostruktury, tj. funkcjonalne urządzenia o rozmiarze atomów i cząsteczek. Dzięki technologii "lab-in-a-cell" (LIC; można ją porównać do płyty głównej komputera przeznaczonej do umieszczenia w komórce) możliwe będzie stworzenie nanoskalowej platformy czujników/siłowników pozwalającej na badanie pojedynczych komórek oraz połączeń komórek i tkanek w ich naturalnym środowisku. Platforma LIC składa się z mikrocieczowej macierzy wieloczujnikowych układów diagnostycznych. Będą one śledzić w czasie rzeczywistym zmiany morfologiczne, w tym te wywoływane reakcjami wiązania, oraz monitorować zmian zachodzące w wewnątrzkomórkowym kwasie rybonukleinowym i innych białkach. Będą także wykorzystywać wewnątrzkomórkowe funkcje obrazowania optycznego przy użyciu szeregu markerów fluorescencyjnych. Kluczowe znaczenie dla powodzenia projektu będzie miało oprogramowanie do pozyskiwania danych oraz techniki eliminacji zakłóceń. Platforma LIC stworzona w ramach projektu Excell ma zrewolucjonizować badania nad dynamiką komórek i tkanek dzięki funkcjonalnemu urządzeniu wieloczujnikowemu pozwalającemu wykrywać zmiany w pojedynczych cząsteczkach wewnątrz komórki.
