STW.nl

U bent hier

Nieuwe microscoop combineert twee perspectieven op levende cel

Nieuwe microscoop combineert twee perspectieven op levende cel

21 maart 2018

Wetenschappers van de Technische Universiteit Delft zijn er in samenwerking met microscopiebedrijf Delmic in geslaagd een microscoop te ontwikkelen die ‘snapshots’ kan maken van een cel in actie. Een Perspectief-subsidie van NWO-domein TTW maakte het mogelijk het beste van twee microscopie-werelden met elkaar te combineren in dit onderzoeksproject. De Katholieke Universiteit Leuven heeft een van de microscopen aangeschaft voor onderzoek naar katalyse.

Het onderzoek van de Technische Universiteit Delft en Delmic maakt deel uit van het Perspectief-programma Microscopy Valley. In zes projecten werken onderzoekers aan manieren om verschillende microscopietechnieken met elkaar te combineren. De elektronenmicroscoop is bij uitstek geschikt voor het tot op de nanometer nauwkeurig in beeld brengen van celstructuren. Lichtmicroscopie biedt juist inzicht in de dynamiek van specifieke moleculen die met een fluorescent label zichtbaar zijn gemaakt. ‘Met lichtmicroscopie zie je als het ware de omzwervingen van alle exemplaren van een bepaald type auto in een gebied,’ duidt Jacob Hoogenboom, die namens de TU Delft bij het project is betrokken. ‘Maar je ziet met de lichtmicroscoop niets van de wegen of bruggen waar die auto’s over rijden, of de benzinestations en huizen waar ze geparkeerd staan.’ Die context wordt juist zichtbaar gemaakt door een elektronenmicroscoop, die uiterst nauwkeurig de membranen – of celstructuren – in een bepaald gebied weergeeft.

Snapshot
Het team van Hoogenboom heeft zich samen met Delmic gebogen over het samenvoegen van elektronen- en lichtmicroscopie op een manier die bruikbaar is voor onderzoek in levende cellen. Grote uitdaging daarbij is dat de straling uit de elektronenmicroscoop levende cellen doodt. De truc van het onderzoeksteam; niet het gebruikelijke type lichtmicroscoop gebruiken, maar een confocale variant, waarmee heel nauwkeurig op een bepaalde diepte van het weefsel onder de microscoop kan worden gefocust. Zo kunnen het elektronenmicroscopiebeeld en het lichtmicroscopiebeeld precies op elkaar worden afgestemd, waardoor het mogelijk wordt op basis van het lichtmicroscoopbeeld te bepalen op welk moment een opname gemaakt dient te worden door de elektronenmicroscoop. Hoogenboom: ‘Door de elektronenmicroscoop pas in te zetten op het moment dat je op basis van het lichtmicroscopiebeeld weet dat er een interessant proces gaande is, maak je als het ware een snapshot van het proces waarin je geïnteresseerd bent. Als je voor dat moment de beide informatiestromen combineert, doe je inzichten op over de activiteit van eiwitten in hun cellulaire context.’

Medicijnonderzoek
Het ontwikkelen van de nieuwe techniek vergde niet alleen de ingenieursblik op hoe de microscoop moest worden gebouwd. Ook het testen of de gedroomde toepassingen daadwerkelijk mogelijk waren, kostte veel energie. ‘Bij die doorontwikkeling ontstaat echt een wisselwerking tussen de wetenschappers en ons als bedrijf,’ vertelt Sander den Hoedt die vanuit Delmic meewerkte aan het onderzoek. ‘Allereerst kunnen wij goed inschatten aan welke toepassingen behoefte is. Daarnaast weten we wat er nodig is om de microscoop aan biologen en chemici te verkopen. We moeten niet alleen vertellen wat de microscoop kan, maar dat vooral laten zíen. Wetenschappers kunnen helpen onderzoeken hoe we die toepassingen voor elkaar kunnen krijgen. Dat mes snijdt aan twee kanten, want het levert hen relevante onderzoeksvragen en publicaties op.’

De nieuwe techniek kan inzicht bieden in het functioneren van levende cellen. Hoe oriënteren cellen zich in de ruimte? Hoe werken de receptoren die moleculen herkennen en de cel in transporteren? Hoogenboom: ‘Zulke inzichten zijn bijvoorbeeld relevant voor medicijnonderzoek, omdat het passeren van de celwand een cruciale stap is in het uitoefenen van de medicinale werking.’

Ook in de chemie is de techniek nuttig. De KU Leuven gebruikt de nieuwe microscoop voor onderzoek naar de werking van zeolieten, die onder meer worden toegepast bij het kraken van olie. Zo kan de microscoop ook bijdragen aan beter inzicht in de werking van die katalysatoren.

-------

Perspectief
Echte innovatie vraag om grootschalig aanpak. Binnen het financieringsinstrument Perspectief stimuleert NWO het opzetten van nieuwe onderzoekslijnen om een innovatieve technologische doorbraak te verwezenlijken. Essentieel hierbij is de innige samenwerking tussen wetenschappers en bedrijfsleven om de vernieuwende kennis tot toepassing te brengen. Perspectief bestaat inmiddels 10 jaar waarbij ruim 60 programma’s zijn gestart.

Contactpersoon