Dichtheid van één cel gemeten

Amerikaanse onderzoekers hebben de methode waarmee Aristoteles de echtheid van een gouden kroon vaststelde, ruim tweeduizend jaar na de vondst van de Oude Griek, gemodificeerd zodat zij de dichtheid van één enkele cel kunnen bepalen. Volgens de onderzoekers kan het meten van de celdichtheid helpen bij het onderscheiden van zieke en gezonde cellen. Ze beschrijven hun techniek deze week in het het wetenschappelijke blad Proceedings of the National Academy of Sciences, online.

Het team, waarin technici van het Massachusetts Institute of Technology en biomedici van Harvard Medical School samenwerkten, ontwierp een chip met microkanaaltjes waarin de cellen achtereenvolgens door een rode vloeistof gaan die zwaarder is dan de cellen zelf, en dan door een blauwe vloeistof die lichter is dan zijzelf. In beide vloeistoffen wordt de massa en volume van de cel gemeten, waaruit de dichtheid berekend kan worden.

Met het apparaatje ter grootte van een vingernagel kunnen de onderzoekers de massa, het volume en de dichtheid van ongeveer 500 cellen per uur bepalen, met een precisie van een nanogram per liter. Bij cellen blijkt de variatie in dichtheid bijna honderd keer zo klein als de variatie in volume of gewicht.

De onderzoekers laten zien dat ze met hun nieuwe techniek rode bloedcellen kunnen identificeren die geïnfecteerd zijn met de malariaparasiet Plasmodium falciparum. Naarmate de infectie vordert, vermindert de dichtheid van de rode bloedcellen, zo blijkt. Op deze manier was het ook mogelijk precies te bepalen welk percentage van de rode bloedcellen met de parasiet was geïnfecteerd.

De methode is zo gevoelig dat het de onderzoekers ook lukte om onderscheid te maken tussen de cellen afkomstig van een bloeddonor en de cellen van het eigen bloed van een patiënt. Het verschil in dichtheid daartussen bedroeg ongeveer 1 procent.

De Amerikanen gebruikten de techniek ook om te bekijken wat het effect was van het toedienen van de stof staurosporine op leukemiecellen van muizen. De cellen bleken snel in dichtheid toe te nemen, als een voorteken van hun afsterven. De methode zou volgens de onderzoekers toe te passen zijn om snel nieuwe kankermedicijnen te identificeren.