Érdekes újfajta mikroszkópos technológiával álltak elő az MIT kutatói egy decemberi szakmai konferencián: Edward Boyden és kollégáinak módszere ténylegesen felnagyítja a megjeleníteni kívánt struktúrákat, mielőtt a nagyító lencse alá helyeznék ezeket. Ilyen módon olyan aprócska részletek is megjeleníthetővé válnak, amelyek észlelésére optikai módszerekkel eddig nem volt remény. Az expanziós vagy duzzasztásos mikroszkópiának elkeresztelt új metódus során fizikailag felpumpálják a szöveteket egy olyan anyag segítségével, amely az eldobható pelenkák nedvszívó magjában is megtalálható.
Az új megoldás sok tekintetben párhuzamba állítható a tavalyi évben kémiai Nobel-díjjal jutalmazott szuperfelbontású mikroszkópos módszerekkel, amelyeknek szintén az az elsődleges célja, hogy fizikai határokat átvágva optikailag megjeleníthetővé tegyék azon struktúrákat is, amelyek a látható fény hullámhosszánál lényegesen kisebbek. Az optikai mikroszkópok feloldási határát Ernst Abbe német fizikus állapította meg 1873-ban, aki kikövetkeztette, hogy látható fénnyel vizsgálva a 200 nanométernél közelebb elhelyezkedő pontokat sosem lesz lehetséges megkülönböztetni egymástól.
A problémára az egyik megoldást az eltérő fehérjék különböző fluoreszcens címkékkel való ellátása, majd ezek külön-külön való lefényképezése, és a felvételek összefésülése jelenti. Ilyen módon akár egymástól 20 nanométerre található pontok is külön-külön megjeleníthetők, a technika azonban meglehetősen drága, és vastag szövetek esetében egyelőre nem igazán működik.
Boyden és kollégái más úton indultak el: megkísérelték fizikailag felnagyítani a vizsgált mintákat, mégpedig olyan módon, hogy a duzzasztás közben azok szerkezete ne torzuljon. Ehhez egy akrilát nevű vegyületet használtak, amely egyrészt sűrű térhálót alkotva képes a helyükön tartani a fehérjéket és a minta többi összetevőjét, másrészt jelentős vízmegkötő képességgel rendelkezik, vagyis víz jelenlétében a teljes térháló megduzzad. Ha ezt megfelelően kezelt biológiai szövetben teszi, a vizsgált minta minden irányban 4,5-szeresére nő anélkül, hogy struktúrája megváltozna.
A duzzasztás előtt a szöveteket a megfelelő vegyületek segítségével átlátszóvá tették, majd specifikus fehérjékhez kötődő fluoreszcens molekulákkal, végül pedig akriláttal kezelték a mintát. Végső lépésként az előkészített szövethez vizet kell adni, amely az akrilát térháló duzzadását váltja ki. Mivel a címkeként szolgáló fluoreszcens molekulák az akriláthoz is kötődnek, az általuk megjelölt fehérjék az expanzió eredményeként egyre távolabb kerülnek egymástól, elrendezésük ugyanakkor nem változik. Azok a fehérjék tehát, amelyek korábban túl közel voltak ahhoz, hogy optikai mikroszkóppal elkülöníthetőek legyenek, az új módszerrel külön-külön is láthatóvá válnak.
Boyden elmondása szerint a módszerrel eredetileg 60 nanométeres távolságban elhelyezkedő molekulák is elkülöníthetők egymástól az optikai mikroszkóp alatt. A szakértő és kollégái felpumpált egér agyszöveten tesztelték az eljárást, és vizsgálatuk alapján a módszer valóban alig torzítja a mintát. Az expanziós módszer kiválóan alkalmas lehet összetett, háromdimenziós szövetek vizsgálatára, és segítségével minden eddiginél részletesebben tanulmányozhatóak például az idegsejtek kapcsolódásai, egészen a szinapszisok legfinomabb szerkezeti vonásaiig, magyarázza Boyden.
