Vi har utvecklat en detektionsmetod dÀr en enda levande cell (0,02 millimeter i diameter) anvÀnds för att detektera Àmnen som pÄverkar den pÄ jonkanalsnivÄ. Varför? Jo, celler Àr redan experter pÄ att detektera vad som finns i deras omgivning. Traditionella detektionsmetoder talar bara om t ex, att en molekyl sÀnder ut eller tar upp ljus. Bara för att en molekyl sÀnder ut ljus betyder det knappast att den har en biologisk funktion. Genom att anvÀnda levande celler som detektorer slÄr man dÀrför tvÄ flugor i en smÀll.
Först och frÀmst, om cellen ger upphov till en signal i nÀrvaro av ett Àmne, innebÀr det ju att det Àmnet har en biologiskt relevant verkan. För det andra, genom att studera hur cellen (detektorn) reagerar pÄ Àmnet, kan man
Àven lÀra sig nÄgot om cellens egenskaper. Det utvecklade
celldetktorsystemet kan dÀrför anvÀndas för att leta efter Àmnen i kroppen eller mediciner, som pÄverkar jonkanaler.
I och med att vissa typer av Ă€mnen aktiverar samma jonkanalstyp mĂ„ste Ă€mnena separeras innan cellen utsĂ€tts för dem, annars Ă€r det omöjligt att sĂ€ga om det Ă€r ett enda eller fler Ă€mnen som ger upphov till signalen. KapillĂ€r-elektrofores Ă€r en separationsmetod dĂ€r mycket smĂ„ mĂ€ngder av prov kan analyseras. Ămnena separeras beroende pĂ„ molekylstorlek och laddning och lĂ€mnar idealt kapillĂ€ren uppdelade i band. KapillĂ€rens utlopp, vars dimensioner (0,050 millimeter) överensstĂ€mmer med cellens, riktas mot
cellens yta, sÄ att de separerade Àmenena detekteras en efter en.
MÄnga av de lÀkemedel som finns pÄ marknaden idag pÄverkar jonkanaler pÄ ett eller annt sÀtt. Trots det finns inget sÀtt idag att i stor skala mÀta pÄ jonkanalsaktivitet i celler i jakten pÄ effektiva mediciner. Vi vill dÀrför
vidareutveckla idén som presenteras i avhandlingen, sÄ att hundratals detektor celler kunde anvÀndas parallellt, istÀllet för ett par tre stycken som Àr möjligt idag.
I avhandlingen presenteras ocksÄ elektroporationsmetoder som kan anvÀndas pÄ enskilda celler. Elektroporation Àr vad det lÄter som, elektrisk spÀnning som lÀggs över cellen som resulterar i smÄ, Äterförslutbara porer i cellens
cellvÀgg, dvs cellmembranet. Denna teknik anvÀnds för att fÄ in Àmnen i cellen som annars inte tar sig genom cellmembranet. Tekniken kan anvÀndas i flera syften, genetisk material kan introduceras i cellen sÄ att den
jonkanal man vill anvÀnda som detektor utrycks, eller sÄ kan markörer introduceras i cellen för att pÄvisa sjukdomstillstÄnd som ger upphov till kemiska förÀndringar i cellen. En annan mycket spÀnnande applikation Àr att
anvĂ€nda elektroporation för introduktion av Ă€mnen i enskilda celler dĂ€r cellen skulle tjĂ€na som reaktions-âbĂ€gareâ. Det har nĂ€mligen visat sig att biologiska reaktioner beter sig helt annorlunda i smĂ„ utrymmen, som i en cell, jĂ€mfört med de stora volymer som traditionellt anvĂ€nds nĂ€r reaktioner undersöks.
De utvecklade elektroporationsmetoderna har ocksÄ anvÀnts för att introducera Àmnen i vÀvnad vilket i framtiden kan anvÀndas för behadling av sjukdomar som cancer och Parkinsons sjukdom.
—
Cecilia Farre, Institutionen för kemi, Analytisk och marin kemi disputerar för filosofie doktorsexamen i kemi, med inriktning mot analytisk kemi, onsdagen den 19 december kl. 10.15. Avhandlingen har titeln ”Development of
Single Cell Biosensors: Patch Clamp Detection in Capillary Electrophoresis and Single Cell Electroporation”. Platsen Ă€r Sal KC, Kemihuset, ChalmersomrĂ„det, Göteborg.
Cecilia Farre, Göteborgs universitet
Institutionen för kemi, Analytisk och marin kemi
Telefon: 031-772 2781,E-post: cecilia.farre@mc2.chalmers.se
Tanja Thompson, Informatör, Göteborgs universtitet
Fakultetskansliet för naturvetenskap,Box 460, 405 30 Göteborg, Telefon: 031-773 4857, E-post: tanja.thompson@science.gu.se