Peste jumătate de milion de oameni din Regatul Unit trăiesc cu boală inflamatorie intestinală (BII), potrivit Societății Britanice de Gastroenterologie, cu boala Crohn și colita ulcerativă drept cele două forme principale. Afecțiunile se pot dezvolta la orice vârstă, dar experții spun că sunt cel mai des diagnosticate între 15 și 40 de ani, ceea ce este un moment spectaculos de incomod pentru a fi lovit de o boală incurabilă, având în vedere că educația, munca și relațiile cer toate atenție.

Acum cercetătorii speră că un microscop unic în felul său îi va ajuta să înțeleagă astfel de boli și să găsească tratamente noi. Microscopul este găzduit la Institutul Rosalind Franklin din Campusul de Știință și Inovare Harwell din Oxfordshire, unde Dr. Karina Pombo-Garcia este lider de grup.

„Ceea ce această tehnologie de microscopie și ceea ce știința pe care o facem în laborator pot aduce este într-adevăr să înțelegem mai bine mecanismul [BII]”, a spus Pombo-Garcia. „Cu BII, și cu multe alte boli pe care le studiem în colaborare cu alte grupuri, există unele tratamente, dar poate acele tratamente încă nu sunt cele mai bune sau cele mai țintite pe care le putem face pentru că... fundamental nu înțelegem pe deplin boala.”

Cu carcasa sa neagră, furtunuri gri și o multitudine de fire, microscopul este remarcabil de discret. De asemenea, nu este o bucată de tehnologie obișnuită. Funcționează la o rezoluție de 10 ori mai mare decât microscopia optică convențională, permițând cercetătorilor să vadă detalii de până la doar 20 nm.

Pentru a realiza acest lucru, microscopul, poreclit „Curie”, folosește o tehnică cu doi laseri cunoscută sub numele de microscopie cu epuizare prin emisie stimulată (STED), care le-a adus inventatorilor săi Premiul Nobel pentru fizică în 2014. În această configurație, caracteristicile de interes din celule sunt etichetate cu markeri fluorescenti care absorb energie de la primul fascicul laser și apoi emit lumină, sau fluorescență. Un al doilea fascicul laser în formă de gogoașă se suprapune cu zona iluminată de primul. Crucially, acest al doilea fascicul „oprește” fluorescența în inelul său exterior, ceea ce înseamnă că fluorescența este detectată doar din centrul gogoșii, o regiune foarte mică.

„Acest lucru permite microscopului să distingă structuri care sunt mult mai apropiate decât ar fi posibil folosind un microscop de fluorescență convențional, producând imagini cu rezoluție excepțional de înaltă”, a spus Pombo-Garcia.

Microscopul are și caracteristici suplimentare, ceea ce îl face singurul de acest tip din Regatul Unit. Acestea includ oglinzi deformabile care pot corecta distorsiunile optice cauzate de probă. „Acest lucru permite cercetătorilor să obțină imagini clare din interiorul mai profund al țesuturilor relativ groase și al mini-organelor”, a spus ea. „De asemenea, are o platformă cu temperatură controlată, permițând studierea celulelor vii și a mini-organelor în condiții apropiate de temperatura normală a corpului.”

Dimitrios Ioannidis, un student la doctorat, folosește microscopul pentru a înțelege cum celulele care căptușesc organele noastre interne, inclusiv intestinele, se unesc și creează bariere protectoare. „Pentru ca acest lucru să se întâmple, avem complexe proteice specifice, despre care presupunem că s-ar putea schimba în timp. Deci, folosind această piesă de echipament, putem vizualiza aceste complexe dincolo de ceea ce [putem vedea cu un] microscop convențional”, a spus el, adăugând că studiază cum structura acestor complexe proteice se schimbă de la dezvoltarea fetală la vârsta adultă. „Dacă structura se schimbă, la fel și funcția”, a spus el.

Ioannidis a remarcat că, înțelegând cum ar trebui să arate țesutul sănătos și apoi comparând și înțelegând diferențele observate la persoanele cu boală, există potențialul de a arunca lumină asupra a ceea ce a mers greșit. „Și apoi, dacă lucrezi și sapi puțin mai adânc, poți găsi potențial cauza rădăcină a unora dintre bolile care afectează indivizii”, a spus el, notând că aceasta include BII.

Microscopul a fost dezvăluit de ministrul științei Chris McDonald, alături de anunțul unei finanțări de 67 de milioane de lire sterline pentru Institutul Rosalind Franklin în următorii cinci ani, începând cu aprilie 2027.