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Eine bessere Möglichkeit, das Überleben der Zelle zu messen,

Die Messung der toxischen Wirkungen von chemischen Verbindungen auf verschiedene Arten von Zellen ist von entscheidender Bedeutung für Krebsmedikamente entwickeln, die Lage sein müssen, ihre Zielzellen zu töten. das Überleben der Zellen zu analysieren ist auch eine wichtige Aufgabe in Bereichen wie Umweltvorschriften, industrielle und landwirtschaftliche Chemikalien für mögliche schädliche Auswirkungen auf die gesunden Zellen zu testen.

MIT biologischen Ingenieure haben nun einen neuen Toxizitätstest entwickeln, die chemische Wirkung auf dem Überleben der Zellen mit vielen größeren Empfindlichkeit als einige der beliebtestenen Tests heute messen kann. Es ist auch viel schneller als der Goldstandard-Test, die nicht weit verbreitet, da es zwei bis drei Wochen dauern Ergebnisse zu erzielen. Der neue Test könnte somit Pharmaunternehmen helfen und akademische Forscher identifizieren und neue Medikamente bewerten schneller.

„Zytotoxizitätstests sind eine der am häufigsten verwendeten Tests in den Biowissenschaften,“, Sagt Bevin Engelward, Professor für Bioingenieurwesen am MIT und der leitende Autor der Studie.

und Ngo, ein ehemaliger MIT Doktorand und Postdoc, ist der Hauptautor des Papiers, die erscheint im Februar. 5 Problem von Cell Reports. Andere Autoren sind Tze Khee Chan, ein ehemaliger Student an der Singapore-MIT-Allianz für Forschung und Technologie (CLEVER); Jing Ge, ein ehemaliger MIT Doktorand; und Leona Samson, Ngo Co-Berater und ein MIT-Professor emerita von Bio-Engineering.

Mess Überleben

Der traditionelle Test zur Messung des Zellüberlebens, als Koloniebildungstest bekannt, beinhaltet wachsenden Zellkolonien in Gewebekulturschalen für zwei bis drei Wochen nach der Zellen auf eine chemische Verbindung oder einen anderen schädlichen Mittel wie Strahlung aussetzt. Ein Forscher zählt dann die Anzahl der Kolonien, um zu bestimmen, wie die Behandlung der Zellen das Überleben betroffen.

Ein Teil der Engelward der Motivation für diese Studie war die Erinnerung an den langen Stunden, die sie solche Kolonien als Doktorand Zählen ausgegeben.

„Das Zählen ist wirklich mühsam und schmerzhaft schwierig, weil Sie müssen ständig Urteil Anrufe, was ist eine Kolonie gegen Schmutz machen," Sie sagt. „Nur wenige Menschen nutzen den Koloniebildungstest mehr, weil es schwierig ist,, viel zu langsam, und erfordert große Mengen an Zellwachstumsmedien, Sie müssen eine Menge der Verbindung getestet.“

In den vergangenen Jahren, Wissenschaftler haben mit anderen Methoden begonnen, die schneller sind, aber nicht so genau und empfindlich wie der Koloniebildungstest. Diese Tests nicht das Zellwachstum direkt messen, sondern die Funktion der Mitochondrien analysieren.

Engelward und Kollegen, einen Test zu entwickeln aus, dass die Ergebnisse in nur wenige Tagen erzeugen konnte, während immer noch die Genauigkeit und Empfindlichkeit des Koloniebildungstest für:. Das System, das sie erfunden, was sie rufen die MicroColonyChip, besteht aus winzigen Vertiefungen auf einer Platte. Die behandelten und unbehandelten Zellen werden in diese Vertiefungen gegeben und beginnen sehr kleine Kolonien in einem Gittermuster zu bilden,. Innerhalb von nur wenigen Tagen, bevor die Kolonien mit dem bloßen Auge sichtbar werden, die Forscher kann ein Mikroskop verwenden, um die Bild DNA der Zellen, die fluoreszenzmarkiert ist.

Durch Modifizieren Code ursprünglich von dem ehemaligen MIT Postdoc David Wood und MIT Professor Sangeeta Bhatia entwickelt, die Forscher ein Software-Programm, das die Menge des Fluoreszenz-DNA in jeder Vertiefung misst und berechnet dann, wie viel das Zellwachstum aufgetreten. Durch das Wachstum von behandelten und unbehandelten Zellen verglichen, Die Forscher können die Toxizität bestimmen, was auch immer Verbindung sie studieren.

MIT biologische Ingenieure haben einen Weg gefunden, um schnell zu messen Zellüberlebensraten von wachsenden viele Zellkolonien entwickelt und Abbilden ihrer fluoreszenzmarkierten DNA. Bild: und Ngo

„Wir haben einen automatischen Abtastsystem die Fluoreszenzabbildung zu tun, und danach, Die Bildanalyse ist vollständig automatisiert,“Ngo sagt.

Die Forscher verglichen ihren neuen Test zum Gold-Standard-Koloniebildungstest und stellten fest, dass die Ergebnisse waren nicht zu unterscheiden. Sie waren auch in der Lage, präzise Daten zu reproduzieren zu den Auswirkungen der Gammastrahlung auf die menschliche Lymphoblasten, gesammelt 20 Jahre vor dem Koloniebildungstest unter Verwendung von. Mit Hilfe der MicroColonyChip, die Forscher ihre Daten in drei Tagen erhalten, anstelle von 3 Wochen.

„Wir konnten reproduce Strahlung Studien aus 20 vor Jahren, unter Verwendung eines Prozesses viel einfacher als das, was sie taten,,“Engelward sagt.

Eine höhere Empfindlichkeit

Die Forscher verglichen auch ihren neuen Test mit den beiden Toxizitätstests, die von den Forschern und Pharmaunternehmen am häufigsten verwendet werden, bekannt als XTT und CellTiter-Glo (CTG). Beide Tests sind indirekte Maßnahmen der Lebensfähigkeit der Zellen: XTT misst die Fähigkeit der Zellen Tetrazolium zu brechen, ein Schlüsselschritt in den Zellstoffwechsel, und CTG misst intrazellulären Konzentrationen von ATP, Moleküle, die Zellen zum Speichern von Energie verwenden,.

„The MicroColonyChip ist wesentlich empfindlicher als die XTT-Assay, so dass es wirklich gibt Ihnen die Fähigkeit, subtile Veränderungen in der das Überleben der Zelle zu sehen, und es ist so empfindlich wie das CTG-Assay während robuster zu sein Artefakte,“Engelward sagt.

Mit dem neuen Test, Die Forscher untersuchten die Auswirkungen von zwei DNA-schädigende Medikamenten für die Chemotherapie eingesetzt und festgestellt, dass sie genau die erzielten Ergebnisse reproduzieren konnten den traditionellen Koloniebildungstest unter Verwendung von. „Wir planen nun, diese Studien in der Hoffnung, die zeigen, dass der Test funktioniert für viele weitere Arten von Drogen und Zellen zu erweitern,“Ngo sagt.

Neben für die Arzneimittelentwicklung nützlich, Dieser Test könnte auch für die Umweltaufsichtsbehörden zuständig für die Prüfung chemischer Verbindungen für mögliche schädliche Wirkungen nützlich sein, Engelward sagt. Eine weitere mögliche Anwendung ist in der personalisierten Medizin, wo es eine Vielzahl von Medikamenten verwendet werden könnten, auf den Zellen eines Patienten zu testen, bevor eine Behandlung gewählt wird.


Quelle: http://news.mit.edu, von Anne Trafton

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