Tredimensionella kemiska kartor ger ny kunskap om mänskliga celler

Genom att kombinera två avancerade kemiska analysmetoder hoppas forskare från Sverige, Tyskland och Storbritannien kunna skapa tredimensionella kemiska kartor över mänskliga celler, med en upplösning på nanometernivå. Lyckas de öppnas nya möjligheter inom såväl grundläggande cellbiologi som klinisk medicin. Projektet NANOBIOMAPS som ingår i EUs sjätte ramprogram, leds av forskare vid SP Sveriges Provnings- och Forskningsinstitut. Vår kunskap om celler och deras molekylära struktur och processer är en viktig grund för den moderna biomedicinen. Ökade kunskaper på detta område ger förbättrade möjligheter att få fram nya läkemedel och diagnosmetoder. En begränsande faktor för att erhålla sådan kunskap är bristen på analysmetoder som kan ge bred kemisk information om enskilda celler och subcellulära strukturer. Öka förståelsen Projektet NANOBIOMAPS handlar om att utveckla nya tekniker som kan producera bilder av ämnen i enstaka celler och i biologiska vävnader. De nya teknikerna kan i en och samma analys ge information om dels vilka ämnen som finns i provet och dels hur de är fördelade på en mikroskopisk nivå. – Bilderna ökar förståelsen för hur olika biologiska strukturer är uppbyggda, samt var exempelvis läkemedel hamnar i cellerna. De kan också leda till upptäckt av nya markörer som kan användas för diagnostik av sjukdomar i tidiga skeden, säger Jukka Lausmaa, docent i fysik och projektledare på SP. – Den stora fördelen med dessa tekniker är att de möjliggör en förutsättningslös avbildning där man slipper bestämma i förväg vilket ämne som ska kartläggas, säger Dr Björn Johansson, Karolinska Institutet, som medverkar i NANOBIOMAPS. Kemiskt fingeravtryck Teknikerna som ska utvecklas baseras på de två avbildande masspektrometriska metoderna TOF-SIMS och laser-SNMS. Dessa två tekniker går i princip ut på att man beskjuter provytan med en fokuserad stråle av joner som slår loss atomer, molekylfragment eller hela molekyler, vilka sedan analyseras i en masspektrometer. Masspektrumet utgör ett kemiskt fingeravtryck som visar vilka ämnen som finns i provet. Genom att jonstrålen sveps över ytan kan bilder av de detekterade ämnenas fördelning i provet mätas upp med hög rumslig upplösning. Viktiga mål med projektet är att förbättra upplösningen och detektionsgränserna i analysen till en nivå som tillåter avbildning av den kemiska sammansättningen hos delstrukturer i enstaka celler. – Vi rör oss på nivån en tusendel av en millimeter och ännu mindre, så det här handlar verkligen om det som populärt kallas nanoteknik, säger Jukka Lausmaa. I NANOBIOMAPS, som sträcker sig över tre år, deltar forskare från SP, Westfälische Wilhelms Universitet Münster, Karolinska Institutet, Glasgows Universitet och Lunds Universitet samt det tyska företaget ION-TOF GmbH som är den världsledande tillverkaren av TOF-SIMS-instrument. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- För mer information, kontakta Jukka Lausmaa, SP, tel 033-16 52 96, e-post jukka.lausmaa@sp.se Staffan Ljung, informationschef SP Sveriges Provnings- och Forskningsinstitut Box 857, 501 15 Borås Tel dir 033-16 51 00, 070-672 89 70, vxl 033-16 50 00 staffan.ljung@sp.se www.sp.se