Wpływ czasu obrazowania na badanie egzosomów pod mikroskopem sił atomowych - symulacja ruchów Browna

Fizyka Medyczna - Farmacja Fizyczna 2022

Egzosomy to małe pęcherzyki uwalniane z komórek ludzkiego ciała. Znajdują się w płynach ustrojowych człowieka. Ponieważ są bardzo małe (między 30, a 150 nm) nie można zobaczyć ich pod zwykłym mikroskopem optycznym. Wśród głównych metod pozwalających badać własności fizyczne takich nanoobiektów można wymienić analizę śledzenia nanocząstek (ang. Nanoparticle Tracking Analysis, NTA) i mikroskop sił atomowych (ang. Atomic Force Microscopy, AFM). Dostarczają one informacji komplementarnych. Pierwsza z tych metod mówi nam, jak swobodne pęcherzyki poruszają się w cieczy na skutek ruchów Browna i na podstawie tego wyznacza dla nich tak zwane średnice hydrodynamiczne. Druga metoda bezpośrednio analizuje kształt unieruchomionego pęcherzyka, pozwalając wyznaczyć geometryczną średnicę, jaką miał pęcherzyk w cieczy zanim przyczepił się do podłoża. W niniejszej pracy na podstawie obrazów z AFM, za pomocą napisanego algorytmu wyznaczono średnice geometryczne egzosomów z linii komórkowej nowotworu prostaty PC3. Porównano egzosomy obrazowane AFM po ok. 1 h oraz po 20 h. Okazało się, analizując histogramy średnic ok. 200 pęcherzyków, że zachodzi istotne statystycznie zjawisko zwiększania się średniej wartości średnicy obserwowanej w różnych chwilach czasu. Jedną z hipotez mogących mieć wpływ na powstanie tego zjawiska są ruchy Browna. Przeprowadzono symulację mającą na celu sprawdzenie, czy wpływ ten jest istotny, jeśli egzosomy były losowane z rozkładu średnic hydrodynamicznych uzyskanych z NTA. Wyniki wskazują na to, że ruchy Browna mogły przyczynić się do tego zjawiska, jednak wydaje się, że nie były one jedynym czynnikiem. Inną hipotezą jest rozciąganie się błony lipidowej, czy to na skutek przyciągania do dodatnio zmodyfikowanej miki, jak i przez wnikanie wody w roztworze hipotonicznym. Jeśli w symulacji przyczepiania się do podłoża przeprowadzonej dla 200 pęcherzyków założymy, że oprócz ruchów Browna ich błona po dłuższym czasie ulega lekkiemu rozciągnięciu, przyrost wartości średniej wielkości pęcherzyków w czasie robi się istotny statystycznie, pozwalając wyjaśnić wyniki eksperymentu.

Katarzyna Życieńska

 Info

Date
20-05-2022 11:55
Duration
15 minut
Location