Slimme microscopie zoekt uit waar een foto moet worden genomen

Kun je precies weten waar je een microscoop op moet richten om het moment vast te leggen waarop een bacterie of een virus een cel infecteert? Om hoge resolutie microscopische beelden van levend biologisch materiaal te maken, moet je precies weten waar je de microscoop op moet richten. Onderzoekers van de universiteit van Lund in Zweden hebben nu een softwareoplossing ontwikkeld voor slimme, datagestuurde microscopie die dit mogelijk maakt, zegt de universiteit in een persbericht.

Een uitdaging bij het maken van beelden van levend biologisch materiaal is weten hoe je de microscoop moet richten om een specifieke interactie vast te leggen – zoals bijvoorbeeld het moment van infectie. Het is moeilijk om te weten of je op de juiste plaats bent, en om te slagen zijn vaak vele pogingen nodig, die maanden kunnen duren. Onderzoekers van de Universiteit van Lund hebben gevonden, die zij slimme microscopie noemen.

“Eerst wordt een ruwe scan met lage resolutie gemaakt van het specimen dat we willen fotograferen. Algoritmes die we hebben ontwikkeld berekenen vervolgens precies waar de gemotoriseerde microscoop moet inzoomen om vast te leggen waarin we geïnteresseerd zijn – of iets wat je misschien niet had verwacht te zien,” zegt Pontus Nordenfelt, onderzoeker infectiegeneeskunde aan de Lund University.

Vele toepassingen

De methode omvat een software-update van de traditionele microscoop, en heeft vele toepassingen. Eén gebied waarop de onderzoekers denken dat de oplossing van invloed zal zijn, is dat van celmigratie, bijvoorbeeld hoe kankercellen zich door het lichaam verplaatsen. Een beeld met lage resolutie legt snel datapunten vast van de kankercellen die zich verplaatsen. Deze informatie wordt vervolgens gebruikt om de coördinaten te berekenen van de plaats waar de microscoop in hoge resolutie moet filmen. Het resultaat is een film met hoge resolutie van de cellen die het meest interessant zijn om te bestuderen, bijvoorbeeld bij kankeronderzoek.

Een ander actueel gebied waarop de methode kan worden gebruikt is bij studies van het immuunsysteem. Hier is het mogelijk cellen of microben (bijvoorbeeld bacteriën, schimmels of andere micro-organismen) te vinden die zich anders gedragen en de microscoop automatisch te richten om deze in hoge resolutie te filmen. Onderzoekers kunnen dan patiëntmonsters analyseren en afwijkingen vinden of effectieve behandelingen vinden. De methode werd bijvoorbeeld gebruikt om neutraliserende antilichamen tegen SARS-CoV-2 te vinden.

Onderzoekers hebben hun methode getest in verschillende scenario’s en zijn nu een bedrijf begonnen, Cytely (.io), om het concept verder te ontwikkelen en meer mensen toegang te geven tot de technologie.

Een betaalbare microscoop voor het onzichtbare licht

Een groep onderzoekers uit Berlijn heeft een nieuw soort fotonenmicroscoop ontwikkeld die van grote waarde kan zijn voor de microbiologie.