Mūsdienu biomedicīna arvien vairāk balstās spējā detalizēti analizēt šūnas un to daudzveidību. Viena no metodēm, kas pētniekiem ļauj iegūt ļoti plašu informāciju īsā laikā, ir plūsmas citometrija. Tā ir tehnoloģija, ko plaši izmanto imunoloģijā, onkoloģijā, mikrobioloģijā un personalizētajā medicīnā.

Plūsmas citometrija ļauj analizēt tūkstošiem līdz pat miljoniem šūnu dažu minūšu laikā, nosakot to izmēru, struktūru, dzīvotspēju un specifisku biomarķieru klātbūtni. Šī metode ir nozīmīga gan fundamentālajos pētījumos, gan klīniskajā diagnostikā.

Plūsmas citometrijai ir būtiska nozīme arī translācijas medicīnā - jomā, kas palīdz laboratorijas atklājumus pārvērst klīniskos risinājumos. Tieši tādēļ šī tehnoloģija tiek plaši izmantota starptautiskās pētniecības infrastruktūrās, tostarp EATRIS, kas atbalsta jaunu diagnostikas un terapijas pieeju izstrādi Eiropā.

Kā darbojas plūsmas citometrija?

Metodes pamatā ir princips, ka šūnas šķidrumā pa vienai tiek virzītas cauri dažādu gaismas viļņu garuma lāzeru stariem (skatīt zemāk attēlā). Detektori reģistrē, kā šūnas izkliedē gaismu un kādus fluorescējošus signālus tās izstaro. Tas ļauj iegūt detalizētu informāciju par katras šūnas fenotipiskajām un fizioloģiskajam īpašībām.

Lai identificētu konkrētus proteīnus vai šūnu tipus, izmanto fluorescējošas antivielas, kas piesaistās noteiktām molekulām uz šūnas virsmas vai tās iekšienē. Konvencionālie plūsmas citometri spēj analizēt sākot no 10 līdz 30 parametriem, bet jaunākās paaudzes spektrālie plūsmas citometri pat vairāk kā 40 marķieru vienlaikus. 

Parasti ar plūsmas citometriju iespējams noteikt:

• šūnas izmēru un struktūru;
• dažādu proteīnu klātbūtni;
• šūnu dzīvotspēju;
• šūnu ciklu un proliferāciju;
• imūnšūnu tipus un aktivācijas stāvokli;
• reakciju uz medikamentiem;
• mehāniski atdalīt un ievākt noteiktas šūnu populācijas (sorteri/šķirotāji);
• vizualizēt šūnas (jaunākās paaudzes aparāti).

Ko iespējams noskaidrot ar šo metodi?

Viena no svarīgākajām plūsmas citometrijas pielietošanas jomām ir imūnsistēmas analīze. Ar tās palīdzību iespējams identificēt dažādas imūnšūnu populācijas, analizēt iekaisuma procesus un pētīt organisma reakciju uz infekcijām vai terapiju.

Metode ir īpaši nozīmīga arī onkoloģijā. Asins vēžu, piemēram, leikēmiju un limfomu gadījumā, plūsmas citometrija palīdz noteikt patoloģiskas šūnu populācijas un novērtēt ārstēšanas efektivitāti. Tā ļauj identificēt pat ļoti nelielu daudzumu atlikušo vēža šūnu pēc terapijas, ko sauc par minimālo reziduālo slimību.

Plūsmas citometriju izmanto arī zāļu izstrādē un farmācijas pētījumos, jo tā palīdz analizēt šūnu reakciju uz dažādām vielām, noteikt šūnu bojāeju un izvērtēt medikamentu efektivitāti.

Daļa iekārtu darbojas arī kā šūnu šķirotāji jeb cell sorters. Tas nozīmē, ka iespējams ne tikai identificēt konkrētas šūnas, bet arī fiziski tās atdalīt no pārējās populācijas turpmākiem pētījumiem.

Plūsmas citometrija mūsdienu medicīnā

Attīstoties personalizētajai medicīnai, plūsmas citometrijas nozīme turpina pieaugt. Tā palīdz izprast, kā konkrēta pacienta imūnsistēma reaģē uz ārstēšanu un kuri biomarķieri var prognozēt terapijas efektivitāti.

Mūsdienās arvien plašāk tiek izmantota spektrālā plūsmas citometrija un automatizēta datu analīze ar mākslīgā intelekta palīdzību. Tas ļauj analizēt vēl sarežģītākas šūnu populācijas un iegūt daudz precīzākus datus.

Plūsmas citometrija kļuvusi par vienu no nozīmīgākajām metodēm biomedicīnas pētniecībā un diagnostikā, palīdzot gan izprast slimību mehānismus, gan attīstīt jaunas un efektīvākas terapijas.

Aicinām uzzināt vairāk par plūsmas citometriju 28.maijā. Sīkāka informācija un reģistrācija: https://www.researchlatvia.gov.lv/lv/events/spektralas-plusmas-citometrija-ar-attelveidosanu-teorija-un-prakse-ka-dala-no-eatris 

Informācija sniegta projekta „RSU dalība Apvārsnis Eiropa programmā” (Nr. 1.1.1.5/3/25/I/014) ietvaros.

*projekta Nr. 1.1.1.5/3/25/I/014