Onderzoek naar levensbedreigende ziekten is van levensbelang. Wonderbaarlijk genoeg kunnen licht en een klein gestreept visje daarbij goed helpen. Professor Yung-Jen Chuang (47) uit Taiwan gebruikt deze zebravissen en doet dat met fluorescentiemicroscopen van Dino-Lite.
Binnen de National Tsing Hua University in Hsinchu, Taiwan, runt professor Yung-Jen Chuang zijn laboratorium voor vasculaire biologie. De vasculaire biologie bestudeert ons vaatstelsel in al zijn geledingen, van de aorta tot het kleinste haarvaatje in de hersenen. Professor Yung-Jen Chuang en zijn team zijn in het bijzonder geïnteresseerd in de moleculaire en cellulaire processen die optreden als vanuit bestaande bloedvaten nieuwe bloedvaten worden gevormd, de zogenoemde angiogenese. Verder wordt onderzocht hoe weefselherstel plaatsvindt na letsel van vitale organen zoals het hart of de hersenen en hij onderzoekt welke reacties invloed uitoefenen op de bloedcirculatie van een tumor. In de onderzoeken wordt ook functionele genomica betrokken.
Met functionele genomica wordt onderzocht wat specifieke genen aanspoort harder te gaan werken om bijvoorbeeld regeneratie te bespoedigen. Uiteraard wordt professor Yung-Jen Chuang geholpen door een groot aantal onderzoekers, een nog groter aantal zebravissen én de fluorescentiemicroscopen van Dino-Lite.
Dino-Lite heeft verschillende fluorescentiemicroscopen in het gamma die professor Yung-Jen Chuang helpen bij zijn onderzoeken. Bij fluorescentiemicroscopie worden fluorescerende kleurstoffen ingezet die oplichten als ze worden bestraald met licht van een kortere golflengte. Dit licht, bijvoorbeeld blauw, wordt excitatielicht genoemd. De fluorescerende stoffen zetten dit licht van een korte golflengte om in licht van een langere golflengte, zoals groen of rood. Het uitgestraalde licht wordt emissielicht genoemd. De fluorescentiemicroscopen van Dino-Lite zijn voorzien van een zogenoemd excitatiefilter waarmee het uitgaande licht beperkt wordt tot een bepaalde golflengte (nanometer). Het emissielicht wordt door het ingebouwde emissiefilter in de Dino-Lite geleid waardoor het excitatielicht uit de bundel verwijderd wordt en het beeld alleen bestaat uit het emissielicht. Op deze manier kan professor Yung-Jen Chuang in real time zien wat er in een levend organisme gebeurt. Een van de dieren die hij daarvoor gebruikt is de zebravis. Sinds de jaren '90 van de vorige eeuw gebruiken veel wetenschappers de zebravis - wetenschappelijke naam Danio rerio - als modelorganisme. Het genoom, dat is het geheel van erfelijke informatie in een cel, van een zebravis lijkt namelijk veel op het genoom van een mens. Zebravis-embryo's zijn bovendien doorschijnend, waardoor het mogelijk wordt om diverse processen zoals angiogenese in een organisme te bestuderen waarbij fluorescentiemicroscopie een sleutelrol vervult. Maar een zebravis is van nature niet fluorescerend. Hoe zijn wetenschappers erin geslaagd het visje licht te laten geven?
De GFP-kleurvarianten geven onderzoekers de mogelijkheid bloedvaten bijvoorbeeld groen licht laten uitzenden, afweercellen rood en bacteriën blauw. Een onderzoeker kan zo beter volgen wanneer een ziekte ontstaat en hoe deze verloopt. Een ziekte zoals kanker bijvoorbeeld. Om het verloop van een kankertype te kunnen onderzoeken, worden fluorescerende gelabelde menselijke cellen geïmplanteerd in zebravisembryo's. Zo kunnen alle stadia van de ontwikkeling van een kanker worden gevolgd en kan er ook onderzoek worden gedaan naar genen en stoffen die betrokken zijn bij de ontwikkeling van kanker én het afremmen van de groei van de tumorcellen. Uiteraard is het niet alleen Professor Yung-Jen Chuang die op deze manier onderzoek doet. Over de hele wereld – ook in Nederland - werken duizenden onderzoekers met zebravissen en fluorescentiemicroscopie om zeer uiteenlopende ziekten zoals Parkinson, multiple sclerose en acute lymfatische leukemie te bestuderen en hopelijk oplossingen te vinden. In veel gevallen helpt Dino-Lite onderzoekers zich letterlijk een goed beeld te vormen van de ziekte- en genezingsprocessen die zich afspelen in een organisme. Met deze kennis kunnen weer medicijnen worden ontwikkeld waarmee bijvoorbeeld kanker kan worden geremd, genezen en misschien zelfs voorkomen.
De diepzeekwal Aequoria is van nature wél fluorescerend en dankt deze eigenschap aan een eiwit dat ontdekt werd door Nobel prijswinnaar Osamu Shimomura (1928) die het green fluorescent protein (GFP) noemde. Dit eiwit kan worden gezien als een lichtgevend baken. In 1994 slaagden wetenschappers erin dit gen in de cellen van hogere dieren aan te brengen via transfectie, de techniek waarbij vreemd DNA in een cel wordt gebracht. Nu werd het mogelijk met fluorescentiemicroscopie iedere cel te laten oplichten en dat was een ware revolutie in de celbiologie. Maar de wetenschappers gingen verder. Door mutaties te veroorzaken in het GFP-gen, slaagde men erin de kleur van de fluorescentie te wijzigen. Nu bestaat er naast groen (GFP) ook blauw (BFP), cyaan (CFP), geel (YFP) en rood (CherryFP). Zowel de excitatie- als de emissiespectra van deze varianten verschillen uiteraard waardoor er ook met verschillende typen Dino-Lites moet worden gewerkt om de kleuren te kunnen waarnemen. De meeste fluorescentiemicroscopen hebben een traditioneel emissiefilter in tegenstelling tot het high-pass filter van de Dino-Lite dat zorgt voor een verbeterde weergave en verbeterde gevoeligheid in een groter spectrum van de fluorescentie.
Professor Yung-Jen Chuang: "Ik ben blij dat de fluorescentiemicroscopen van Dino-Lite van goede kwaliteit zijn en betaalbaar. Bovendien zijn ze eenvoudig in het gebruik. Zo kunnen we na minimale training meer onderzoekers aan het werk zetten en de Dino-Lites inzetten voor onderwijsdoeleinden. Het is heel eenvoudig om de beelden te laten zien op een laptop en we kunnen zowel still images en film opslaan om veranderingen in weefsel beter te kunnen bestuderen." Op dit moment heeft Yung-Jen Chuang het meest succes geboekt bij het onderzoek naar de interactie tussen gastheer zoals een mens en een pathogeen zoals Candida albicans, een schimmel.
In zijn laboratorium in Taiwan gebruikt Professor Yung-Jen Chuang drie fluorescentiemicroscopen en een gewone microscoop van Dino-Lite. De Dino-Lite fluorescentiemicroscopen zijn de kleinste fluorescentiemicroscopen ter wereld. Naast de gele leds kan ook worden omgeschakeld naar de ingebouwde witte leds, wat praktisch is bij het scherpstellen en het lokaliseren van het object.
