MRI gebruikt het magnetisch veld en radiogolven om waterstofatomen te richten en zo beelden van het lichaam te maken. Sinds de jaren 1970 is MRI een kerninstrument in de geneeskunde, maar het geeft vooral informatie over weefselstructuur en niet rechtstreeks over moleculaire processen binnen cellen.
Een team van UC Santa Barbara publiceerde in Science Advances een modulair, genetisch gecodeerd en eiwitgebaseerd sensorsysteem dat moleculaire activiteit zichtbaar kan maken met MRI. Arnab Mukherjee, universitair hoofddocent chemische techniek, en zijn collega’s gebruikten principes uit de synthetische biologie om sensoren te ontwerpen die binnen cellen door MRI te worden gedetecteerd.
De sensoren gebruiken aquaporine, een eiwit dat een kanaal voor water door het celmembraan vormt. Omdat MRI het gedrag van watermoleculen meet, kon het team door waterbeweging te reguleren het MRI-signaal specifiek maken voor bepaalde cellen of processen. Promovendi stemden de schakelingen af en onderdelen zijn verwisselbaar, zodat diverse chemische signalen gebruikt kunnen worden. Het systeem heet MAPPER en de publicatie beschrijft bijna tien varianten, wat meer is dan eerdere literatuur rapporteerde.
De onderzoekers verwachten dat MAPPER continue beeldvorming in dierstudies mogelijk maakt, waardoor intern meten minder vaak het opofferen van dieren vereist. Het modulaire ontwerp moet groepen ook in staat stellen sneller nieuwe sensoren te ontwikkelen, en Mukherjee wil de hulpmiddelen beschikbaar maken voor neurowetenschappers en ontwikkelingsbiologen.
Moeilijke woorden
- magnetisch veld — het krachtveld dat door magneten ontstaat
- radiogolven — elektromagnetische golven met lage frequentie
- weefselstructuur — orde en opbouw van lichaamsweefsel
- genetisch gecodeerd — gemaakt op basis van erfelijke informatie
- eiwitgebaseerd — gebouwd met of rond eiwitten
- aquaporine — eiwit dat water door membranen transporteert
- modulair — opgebouwd uit verwisselbare onderdelen die makkelijk vervangen kunnen wordenmodulaire
Tip: beweeg de muisaanwijzer over gemarkeerde woorden in het artikel, of tik erop om snelle definities te zien terwijl je leest of luistert.
Discussievragen
- Welke voordelen kan continue beeldvorming met MAPPER hebben voor dierstudies?
- Op welke manieren zou een modulair sensorsysteem het ontwikkelen van nieuwe sensoren kunnen versnellen?
- Welke praktische of ethische uitdagingen kunnen ontstaan bij het beschikbaar maken van deze hulpmiddelen voor neurowetenschappers en ontwikkelingsbiologen?
Gerelateerde artikelen
Psychedelica verstoren koppeling tussen hersenen en bloedstroom
Onderzoekers vonden dat psychedelica de relatie tussen neurale activiteit en bloedstroom veranderen. Dat zagen zij in muizenexperimenten en in een heranalyse van menselijke fMRI-gegevens, met belangrijke gevolgen voor de interpretatie van hersenscans.
Gewone medicijnen kunnen werking van kankerimmunotherapie veranderen
Onderzoekers waarschuwen dat vrij verkrijgbare en voorgeschreven medicijnen de effectiviteit en bijwerkingen van kankerimmunotherapie kunnen beïnvloeden. Ze adviseren betere registratie van medicatie in klinische trials en nieuw onderzoek om de effecten te bevestigen.
Kersenstofjes kunnen agressieve borstkanker vertragen
Onderzoekers vonden dat natuurlijke stoffen in donkere zoete kersen bij muizen de groei en verspreiding van triple-negatieve borstkanker kunnen vertragen. Effecten waren sterker wanneer de stoffen samen met chemotherapie werden gegeven.
