Kad cijelo tijelo progovori: nova metoda prati stanice uživo kroz organizam

Organizam ne funkcionira kao niz odvojenih odjela, premda ga znanost često mora proučavati upravo tako: mozak zasebno, srce zasebno, probavni sustav zasebno. Istraživači sada nude drukčiji pogled. Metoda nazvana WHOLISTIC omogućila im je da u živom kralježnjaku istodobno promatraju aktivnost stanica u većini organskih sustava, umjesto da bilježe tek mali izrezak složenog razgovora.

Prvi pokusi izvedeni su na ličinkama zebrice, malene i prirodno prozirne ribe koja je važan modelni organizam u biologiji. Tim je pristup provjerio i na odrasloj ribi Danionella cerebrum, vrsti koja zadržava prozirnost i poslije odrastanja. Svjetlost tako može proći kroz tijelo, pa mikroskop može zabilježiti zbivanja duboko u tkivima bez otvaranja organizma.

U središtu postupka nalaze se fluorescentni senzori kalcija. Promjene koncentracije kalcija važan su dio signalizacije mnogih stanica, od neurona i mišićnih stanica do stanica u drugim organima. Volumetrijska mikroskopija, računalno poravnanje snimaka i strojno učenje potom pretvaraju golemi niz podataka u kartu aktivnosti kroz vrijeme.

Dobivena karta pokazuje kako se ritmovi mogu podudarati između mozga, mišića i organa te gdje se pojavljuju veze koje bi u odvojenim eksperimentima lako ostale nevidljive. Autori su, primjerice, pri manjku kisika pratili put kojim se krv preusmjerava iz probavnog sustava prema mozgu i mišićima, uz upravljanje moždanog debla.

Metoda je otvorila i nekoliko neočekivanih pitanja. Stanice hrskavice reagirale su na hladnoću, moždane ovojnice odgovorile su na ketamin uz neurone, a uočen je i ritmički val aktivnosti duž bubrežnog nefrona. To nisu gotova objašnjenja bolesti ni terapijski postupci, ali pokazuju vrijednost pristupa koji tijelo promatra kao povezanu cjelinu.

Do primjene na ljudima vodi dug put. Sustav je zasad demonstriran na prozirnim modelnim ribama i ovisi o genetski ugrađenim fluorescentnim senzorima. Studija u časopisu Nature ipak biologiji daje novi alat za pitanje koje je teško postaviti klasičnim metodama: tko je reagirao prvi, s kim je bio povezan i kako se odgovor proširio kroz organizam?