英国消化器病学会によると、英国では50万人以上が炎症性腸疾患（IBD）と共に暮らしており、クローン病と潰瘍性大腸炎が二大形態である。この疾患はあらゆる年齢で発症しうるが、専門家によれば15歳から40歳の間に診断されることが最も多く、教育、仕事、人間関係のすべてが注意を要求する時期に難治性疾患に苛まれるのは、実に甚だ不便な話である。

現在、研究者たちは唯一無二の顕微鏡がこうした疾患の理解と新たな治療法の発見に役立つことを期待している。この顕微鏡はオックスフォードシャーのハーウェル科学イノベーションキャンパスにあるロザリンド・フランクリン研究所に設置されており、カリーナ・ポンボ＝ガルシア博士がグループリーダーを務めている。

「この顕微鏡技術とラボで行う科学がもたらしうるのは、まさに（IBDの）メカニズムをよりよく理解することです」とポンボ＝ガルシアは述べた。「IBDや、他のグループと協力して研究している多くの疾患には、いくつかの治療法がありますが、おそらくそれらはまだ最善ではなく、最も標的を絞ったものでもないでしょう。なぜなら私たちは……根本的にこの疾患を完全には理解していないからです」

黒い筐体、灰色のホース、そして無数の配線を備えたこの顕微鏡は、驚くほど目立たない。また、ありふれた技術でもない。従来の光学顕微鏡の10倍の解像度で動作し、研究者はわずか20ナノメートルサイズの詳細まで見ることができる。

これを実現するため、愛称「キュリー」と呼ばれるこの顕微鏡は、2014年に発明者にノーベル物理学賞をもたらした誘導放出抑制（STED）顕微鏡法として知られる二レーザー技術を使用している。この設定では、細胞内の関心のある特徴が蛍光タグで標識され、最初のレーザービームからエネルギーを吸収して光、つまり蛍光を放出する。第二のドーナツ型レーザービームが、最初のビームで照らされた領域と重なる。決定的なのは、この第二のビームがその外輪内の蛍光を「オフ」にするため、蛍光はドーナツの中心という非常に小さな領域からのみ検出されることだ。

「これにより、この顕微鏡は従来の蛍光顕微鏡では不可能なほど近接した構造を区別でき、極めて高い解像度の画像を生成します」とポンボ＝ガルシアは述べた。

この顕微鏡には追加機能もあり、英国で唯一のものとなっている。これには、サンプルによる光学歪みを補正できる変形可能なミラーが含まれる。「これにより研究者は、比較的厚い組織やミニ臓器のより深部から鮮明な画像を得ることができます」と彼女は述べた。「また、温度制御ステージを備えており、生きた細胞やミニ臓器を通常の体温に近い条件下で研究することが可能です」

博士課程の学生ディミトリオス・イオアニディスは、この顕微鏡を使って、腸を含む内臓を裏打ちする細胞がどのように集まり、保護バリアを形成するかを理解しようとしている。「これが起こるためには、特定のタンパク質複合体が存在し、それらは時間とともに変化する可能性があると仮説を立てています。この装置を使えば、従来の顕微鏡で見える以上のものを可視化できます」と彼は言い、これらのタンパク質複合体の構造が胎児発育から成人期にかけてどのように変化するかを調べていると付け加えた。「構造が変われば、機能も変わります」と彼は述べた。

イオアニディスは、健康な組織がどうあるべきかを理解し、疾患を持つ人々に見られる違いを比較し理解することで、何がうまくいかなかったのかを明らかにする可能性があると指摘した。「そして、さらに深く掘り下げて研究すれば、個人を苦しめている疾患の根本原因を潜在的に見つけることができます」と彼は述べ、これにはIBDも含まれると指摘した。

この顕微鏡は科学大臣クリス・マクドナルドによって公開され、2027年4月からの5年間にロザリンド・フランクリン研究所に6700万ポンドの資金提供が発表された。