Preview

Альманах клинической медицины

Расширенный поиск

Применение метода интерференционной микроскопии для изучения структурных характеристик дермальных фибробластов в культуре

https://doi.org/10.18786/2072-0505-2018-46-8-778-783

Полный текст:

Аннотация

Актуальность. Применение методов электронной, атомно-силовой и конфокальной микроскопии для скрининга биологически активных соединений, изделий медицинского назначения и экспресс-диагностики ряда заболеваний на клеточном уровне связано с трудоемкой и длительной пробоподготовкой, которая не исключает возможность погрешностей измерений и возникновения артефактов. Этих недостатков лишен метод модуляционной интерференционной микроскопии, позволяющий осуществлять неинвазивные исследования клеточной структуры, получать изображение с нанометровым разрешением и проводить анализ оптических свойств объекта.

Цель – оценить возможность использования метода интерференционной микроскопии при изучении морфофункциональных характеристик ядер клеток в культуре на примере дермальных фибробластов при воздействии митомицином in vitro.

Материал и методы. Нативную культуру дермальных фибробластов человека 6-го пассажа, выращенную на стекле с зеркальным напылением в лаборатории культуры клеток Института экспериментальной медицины и биотехнологий ФГБОУ ВО СамГМУ Минздрава России, исследовали при помощи модуляционного интерференционного микроскопа МИМ-340 (АО «ПО «УОМЗ», Россия). Оценивали динамику структурных характеристик ядер дермальных фибробластов при воздействии митомицином в условиях in vitro. Контрольную группу составила культура фибробластов, культивированная в аналогичных условиях на стеклах с зеркальным покрытием без добавления митомицина. Исследования на МИМ-340 проводили через 3 часа, 1 сутки и 4 суток после воздействия цитостатиком. Контрольную группу исследовали в те же сроки.

Результаты. Показано, что культура клеток, выращенная на диэлектрических стеклах, по морфофункциональным характеристикам не отличается от культуры, выращенной на культуральном пластике. Тем самым доказана возможность изучения адгезивной культуры в нативном состоянии с использованием интерференционной микроскопии. Установлено, что на однократное воздействие митомицином 0,04% клетки отвечают изменением формы на шаровидную и резким увеличением фазовой толщины ядер (217,8 против 142,18 нм в контрольной группе, p ≤ 0,05). В последующие сроки происходит восстановление морфофункциональных характеристик клеток, что подтверждается динамикой изменений плотности культуры, формы и размеров клеток, а также фазовой толщины ядра.

Заключение. Полученные результаты позволяют рекомендовать метод модуляционной интерференционной микроскопии для изучения токсичности и биосовместимости лекарственных средств, а также изделий медицинского назначения и физических факторов, используемых для диагностики и лечения.

Об авторах

И. Ф. Нефедова
ФГБОУ ВО «Самарский государственный медицинский университет» Минздрава России
Россия

Нефедова Ирина Феликсовна – научный сотрудник Института экспериментальной медицины и биотехнологий

443079, г. Самара, ул. Гагарина, 20



В. В. Россинская
ФГБОУ ВО «Самарский государственный медицинский университет» Минздрава России
Россия

Россинская Виктория Викторовна – кандидат медицинских наук, доцент, ведущий научный сотрудник Института экспериментальной медицины и биотехнологий 

443099, г. Самара, ул. Чапаевская, 89



Список литературы

1. Нефедова ИФ, Россинская ВВ, Волова ЛТ, Болтовская ВВ, Кулагина ЛН. Использование возможностей интерференционной микроскопии для изучения культуры адгезивных клеток. Современные проблемы науки и образования. 2017;(5) [электронный ресурс]. Доступно на: https://scienceeducation.ru/ru/article/view?id=26800 (дата обращения: 29.09.2017).

2. Popescu G, Park Y. Quantitative phase imaging in biomedicine. J Biomed Opt. 2015;20(11): 111201. doi: 10.1117/1.JBO.20.11.111201.

3. Лопарев АВ, Игнатьев ПС, Индукаев КВ, Осипов ПА, Мазалов ИН, Козырев АВ. Высокоскоростной модуляционный интерференционный микроскоп для медико-биологических исследований. Измерительная техника. 2009;(11):60–4.

4. Бункин НФ, Суязов HB, Шкирин AB, Игнатьев ПС, Индукаев КВ. Определение микроструктуры газовых пузырьков в глубоко очищенной воде по измерениям элементов матрицы рассеяния лазерного излучения. Квантовая электроника. 2009;39(4):367–81. doi: 10.1070/QE2009v039n04ABEH013892.

5. Yang SA, Yoon J, Kim K, Park Y. Measurements of morphological and biophysical alterations in individual neuron cells associated with early neurotoxic effects in Parkinson's disease. Cytometry A. 2017;91(5):510–8. doi: 10.1002/cyto.a.23110.

6. Василенко ИА, Кардашова ЗЗ, Тычинский ВП, Вишенская ТВ, Лифенко РА, Валов АЛ, Иванюта ИВ, Агаджанян БЯ. Клеточная диагностика: возможности витальной компьютерной микроскопии. Вестник последипломного медицинского образования. 2009;(3–4):64–8.

7. Иванова ЕВ, Щербакова ЭГ, Рабинович ОФ, Барсуков АА, Ежова ЕГ, Василенко ИА. Современные подходы к патогенетической терапии плоского лишая слизистой оболочки рта. Стоматология. 2005;84(5):28–31.

8. Evans AA, Bhaduri B, Popescu G, Levine AJ. Geometric localization of thermal fluctuations in red blood cells. Proc Natl Acad Sci U S A. 2017;114(11):2865–70. doi: 10.1073/pnas.1613204114.

9. Арсенюк АЮ, Павлова ИБ, Игнатьев ПС. Исследование процесса L-трансформации в популяции сальмонелл методами электронной лазерной интерференционной микроскопии. Сельскохозяйственная биология. 2013;48(6):55–60. doi: 10.15389/agrobiology.2013.6.55rus.

10. Тычинский ВП, Николаев ЮА, Лисовский ВВ, Кретушев АВ, Вышенская ТВ, Мулюкин АЛ, Сузина НА, Дуда ВИ, Эль-Регистан ГИ. Исследования ранних стадий прорастания спор Bacillus licheniformis методом динамической фазовой микроскопии. Микробиология. 2007;76(2):191–9.

11. Власова ЕА, Василенко ИА, Суслов ВП, Пашкин ИН. Динамика морфометрических показателей тромбоцитов периферической крови как критерий оценки тромбогенности диализных мембран. Урология. 2011;(2): 36–41.

12. Кулагина ЛН, Болтовская ВВ, Долгушкин ДА, Нефедова ИФ, Россинская ВВ, авторы; ФГБОУ ВО СамГМУ Минздрава России, патентообладатель. Способ обработки предметных стекол с зеркальным покрытием. Пат. 2639768 Рос. Федерация. Опубл. 22.12.2017.

13. Tychinsky V, Kretushev AV, Klemyashov IV, Zverzhkhovskiy VD, Vyshenskaya TV, Shtil AA. Quantitative phase imaging of living cells: application of the phase volume and area functions to the analysis of "nucleolar stress". J Biomed Opt. 2013;18(11):111413. doi: 10.1117/1.JBO.18.11.111413.


Дополнительные файлы

1. Fig. 1. Adhesive fibroblast culture
Тема
Тип Исследовательские инструменты
Посмотреть (451KB)    
Метаданные
2. Fig. 2. Native fibroblasts (observation time 3 hours)
Тема
Тип Исследовательские инструменты
Посмотреть (440KB)    
Метаданные
3. Fig. 3. Native fibroblasts (observation time one day)
Тема
Тип Исследовательские инструменты
Посмотреть (470KB)    
Метаданные
4. Phase thickness of the dermal fibroblast nuclei after conditioning with mitomycin
Тема
Тип Исследовательские инструменты
Посмотреть (36KB)    
Метаданные

Для цитирования:


Нефедова И.Ф., Россинская В.В. Применение метода интерференционной микроскопии для изучения структурных характеристик дермальных фибробластов в культуре. Альманах клинической медицины. 2018;46(8):778-783. https://doi.org/10.18786/2072-0505-2018-46-8-778-783

For citation:


Nefedova I.F., Rossinskaya V.V. The use of the interference microscopy to study structural characteristics of cultured dermal fibroblasts. Almanac of Clinical Medicine. 2018;46(8):778-783. (In Russ.) https://doi.org/10.18786/2072-0505-2018-46-8-778-783

Просмотров: 128


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2072-0505 (Print)
ISSN 2587-9294 (Online)