Metode Baru Deteksi Kanker

Sopyan Ali Rohman , tanggal 19 April 2018

gerakan sel

hatimerdeka.com - peneliti dari departemen teknik mesin MIT menemukan metode baru untuk mendiagnosis penyakit seperti kanker, asma dengan mengetahui sifat mekanis dari sel yang megalami penyakit. hasil penelitian ini telah di publikasi di Journal of the Mechanics and Physics of Solids.

"Ada beberapa penyakit, seperti jenis kanker dan asma tertentu, di mana kekakuan sel diketahui terkait dengan fenotipe penyakit," kata Ming Guo, Asisten Profesor di Department Teknik Mesin MIT . 

Dalam tesis PhD tahun 1905-nya, Albert Einstein memperoleh rumus, yang dikenal sebagai persamaan Stokes-Einstein, yang memungkinkan untuk menghitung sifat mekanis material dengan mengamati dan mengukur pergerakan partikel dalam material itu,  Materi "dalam kesetimbangan," yang berarti bahwa setiap gerakan partikel harus dominan disebabkan oleh pengaruh suhu material daripada gaya eksternal yang bekerja pada partikel.

“Anda dapat menganggap kesetimbangan sebagai secangkir kopi panas,” kata Guo. “Suhu kopi dapat mendorong gula untuk menyebar. Jika Anda mengaduk kopi dengan sendok, gula akan larut lebih cepat, tetapi dengan mengaduk, sistem tidak hanya didorong oleh suhu dan tidak lagi dalam kesetimbangan. Anda mengubah lingkungan, memasukkan energi ke dalam, dan membuat reaksi terjadi lebih cepat. "

Di dalam sel, organel seperti mitokondria dan lisosom terus bergerak sebagai respons terhadap suhu sel. Namun, Guo mengatakan, ada juga “banyak minispoons” yang mengaduk sitoplasma sekitarnya, dalam bentuk protein dan molekul yang, sering kali, aktif mendorong organel yang bergetar di sekitar seperti bola bilyar.

Guo dan Gupta menduga bahwa ada cara untuk merangsang gerakan yang dikendalikan oleh suhu dalam sel dengan melihat sel dalam jangka waktu yang sangat sempit. Mereka menyadari bahwa partikel-partikel yang digerakkan hanya oleh suhu menunjukkan gerakan konstan. Tidak masalah ketika Anda melihat partikel yang didorong suhu, itu pasti akan bergerak.

Untuk menguji hipotesis tersebut, para peneliti melakukan percobaan pada sel melanoma manusia, garis sel kanker yang mereka pilih untuk kemampuan mereka tumbuh dengan mudah dan cepat. Mereka menyuntikkan partikel polimer kecil ke setiap sel, lalu meneliti gerakan nya di bawah mikroskop fluorescent confocal standar. Mereka juga memvariasikan kekakuan sel dengan memasukkan garam ke dalam larutan sel - sebuah proses yang menarik air keluar dari sel, membuatnya lebih terkompresi dan kaku.

Para peneliti merekam video sel pada frekuensi gambar yang berbeda dan mengamati bagaimana gerakan partikel berubah dengan kekakuan sel. Ketika mereka mengamati sel-sel pada frekuensi yang lebih tinggi dari 10 frame per detik, mereka kebanyakan mengamati partikel-partikel bergoyang di tempat; getaran ini tampaknya disebabkan oleh suhu saja. Hanya pada kecepatan frame yang lebih lambat, mereka melihat gerakan yang lebih aktif, acak, dengan partikel-partikel menembaki jarak yang lebih luas di dalam sitoplasma.

Untuk setiap video, mereka melacak jalur partikel dan menerapkan algoritme yang telah mereka kembangkan untuk menghitung jarak perjalanan rata-rata partikel. Kemudian menggunakan persamaan Stokes-Einstein.

Guo dan Gupta membandingkan perhitungan kekakuan tersebut dengan pengukuran aktual yang mereka buat menggunakan pinset optik. Kalkulasi yang dilakukan cocok dengan pengukuran hanya ketika mereka menggunakan gerakan partikel yang ditangkap pada frekuensi 10 frame per detik dan lebih tinggi. Guo mengatakan ini menunjukkan bahwa gerakan partikel yang terjadi pada frekuensi tinggi memang didorong oleh temperatur.

"Sekarang jika orang ingin mengukur sifat mekanis sel, mereka hanya perlu menontonnya," kata Guo.

 

Komentar