ENGINEERINGNET.BE - Onder speciale fluorescentie-microscopen stralen deze kleurstoffen in de cellen gekleurd licht uit.
Met dat gekleurde licht kunnen celbiologen onderdelen van cellen of stoffen in de cel labelen.
Universitair docent Joachim Goedhart van de Universiteit van Amsterdam onderscheidt daarbij twee soorten labels. De “domme” labels maken alleen onderdelen van de cel zichtbaar.
De “slimme” labels kunnen ook rapporteren wat er in de cel gebeurt en de aanwezigheid van specifieke moleculen aantonen.
Beide soorten labels worden veel gebruikt, bijvoorbeeld voor het labelen van kankercellen, het volgen van virusinfecties in cellen, en het analyseren van neurale netwerken in de hersenen.
De labels werken echter niet voor elk celtype even goed, en ze stralen over de tijd steeds minder licht uit.
Daarom richt de onderzoeksgroep Moleculaire Cytologie zich op het optimaliseren van de labels door te knutselen aan de DNA-code van de labels, en veel varianten te maken.
Uiteindelijk kiezen ze het beste label eruit voor specifieke toepassingen. Hierbij gebruiken ze geavanceerde microscopen van het van Leeuwenhoek Centre for Advanced Microscopy (LCAM)-FNWI.
Bij de optimalisatie van de labels selecteren de onderzoekers op diverse eigenschappen. Goedhart: ‘Bij de domme labels wil je vooral dat de kleurstoffen heel helder zijn en dat ze stabiel licht blijven uitzenden, omdat we ze langdurig volgen.’
Daarnaast mogen de labels geen schade toebrengen aan de cel. Slimme labels moeten daarnaast ook goed kunnen rapporteren over een specifiek celproces.
Een voorbeeld van een slim label is een calciumlabel om de calciumconcentratie in een cel te meten. De lichtintensiteit van het label is hierbij afhankelijk van de calciumconcentratie in de cel, maar ook van externe factoren, zoals de microscoopinstellingen.
De onderzoeksgroep van Goedhart heeft daarom een nieuw label ontwikkeld. De wetenschappers kunnen hiermee de calciumconcentratie meten aan de hand van de levensduur van de label.
Goedhart is ook enthousiast over zijn werk met lichtgevoelige eiwitten in cellen die onder invloed van licht aan elkaar plakken. Met deze eiwitten kunnen bepaalde celprocessen nauwkeurig met licht worden aangestuurd.
Neurologen gebruiken deze technologie om neuronen makkelijk te activeren of deactiveren.
De onderzoeksgroep van Goedhart heeft deze lichtgevoelige eiwitten geoptimaliseerd voor onderzoek naar vaatwanden, in samenwerking met Amsterdam UMC.
Goedhart: ‘Bepaalde cellen in je bloedvaten vormen een barrière zodat je bloed niet je lichaam ingaat. We hebben deze technologie kunnen gebruiken om de cellen beter op elkaar aan te laten sluiten, zodat ze een betere barrière vormen. Zo kun je dus met licht de vorm en het gedrag van die cellen aansturen. Dat dat mogelijk is, is echt geweldig.’
