Нейтрофилы – один из типов клеток, имеющих чрезвычайно важное для человека значение. Нейтрофилы представляют собой наиболее многочисленный тип иммунных клеток, способных в организме человека мгновенно реагировать на появление чужеродных агентов и препятствовать их распространению. Помимо этого, они участвуют в таких процессах как восстановление после сложных травм, рак, аутоиммунные заболевания и хронические воспалительные процессы.
Пример яркопольных изображений клеток нейтрофилов (вверху) и конфокальных изображений клеток с поперечными срезами (внизу). На рисунках мембрана нейтрофилов выделена красным цветом, ядро синим. Показаны контрольные образцы, а также клетки после активации в течение 10 и 60 мин.
Несмотря на активные исследования ученых, многие вопросы, касающиеся структуры и функций нейтрофилов, пока остаются без ответа. В частности, использование традиционных оптических методов не позволяет полностью раскрыть все механизмы работы нейтрофилов и происходящих в них процессов. В связи с этим существует острая необходимость в разработке и применении новых методов исследования, которые позволят улучшить наше понимание этого критически важного компонента иммунной системы.
В Лаборатории зондовой микроскопии и физики поверхности Саровского физико-технического института НИЯУ МИФИ проведено исследование, позволившее установить корелляцию между изменением клеточной поверхности имунных клеток-нейтрофилов и их активацией.
В совместной научной публикации д.ф.-м.н. Максима Докукина (Саровский Физико-технический институт НИЯУ МИФИ) и к.б.н. Виктории Сергуновой (НИИ общей реаниматологии имени В.А. Неговского) говорится об исследовании изменения поверхности нейтрофилов в процессе их активации активной формой кислорода. Статья опубликована в специальном выпуске международного рецензируемого журнала «Cells», посвященном достижениям сканирующей зондовой микроскопии в клеточной биологии: https://doi.org/10.3390/cells13040306(внешняя ссылка)
В исследованиях, принимала активное участие студентка физико-технического факультета Саровского Физико-технического института НИЯУ МИФИ Оксана Тилинова.
Одной из ключевых характеристик нейтрофилов является их способность быстро менять форму. Нейтрофилы, циркулирующие в кровотоке, имеют форму, близкую к сферической, но способны быстро ее менять, и эта особенность позволяет нейтрофилам за короткий промежуток времени достичь необходимого участка ткани.
В работе исследовалась топография и адгезия клеточной поверхности нейтрофилов в процессе активации. Было показано, что, анализируя адгезионные изображения клеточной поверхности, можно оценить уровень активации нейтрофилов. Важно отметить, что эта оценка была получена при использовании новой методики атомно-силовой микроскопии Ringing mode, разработанной Максимом Докукиным. Данный метод является уникальным для применения в биологии, он открывает новые горизонты для дальнейших исследований наноразмерных клеточных изменений в клеточной биологии и медицине.