Atomic force microscopy of cells as a method for the study of the pathogenesis and AS THE basis for the development of methods of DISEASE DIAGNOSIS
https://doi.org/10.51523/2708-6011.2017-14-4-21
Abstract
The application of atomic force microscopy (AFM) for the study of micro- and nanoscale areas of the cell surface allows researchers to introduce new cell parameters and to obtain qualitatively new notions about the causes and mechanisms of changes of the cell properties. The aim of the work was to assess the prospects of AFM of cells using the example of blood cells for the study and development of new methods of disease diagnosis based on the specificity of AFM modes of operation and the recent AFM data on the cell surface properties.
Keywords
атомно-силовая микроскопия,
цитоскелет,
модуль Юнга,
механические свойства клеток,
фрактальная размерность,
эритроциты,
лейкоциты,
раковые клетки,
патология,
atomic force microscopy,
cytoskeleton,
Young’s modulus,
cell mechanical properties,
fractal dimension,
erythrocytes,
leukocytes,
cancerous cells,
pathology
References
1. Кузнецова, Т. Г. Методологические проблемы изучения наномеханических свойств живых клеток / Т. Г. Кузнецова, М. Н.Стародубцева, Н. И. Егоренков // Проблемы здоровья и экологии. - 2007. - № 3. - С. 103-111.
2. Yeow, N. Atomic force microscopy: From red blood cells to immunohaematology / N. Yeow, R. F. Tabor, G. Garnier // Adv. Colloid. Interface Sci. - 2017. - pii: S0001-8686(17)30076-3. doi: 10.1016/j.cis.2017.05.011.
3. Morton K. C. Atomic force microscopy-based bioanalysis for the study of disease / K. C. Morton, L. A. Baker // Anal. Methods. - 2014. - Vol. 6. - P. 4932-4955.
4. Стародубцева, М. Н. Пероксинитрит в патологии и физиологии клеток крови / М.Н. Стародубцева. - М.: Книжный дом «ЛИБРОКОМ», 2011. - 200 с.
5. Никитина, И. А. Поверхностная архитектоника и состояние цитоскелета тимоцитов крыс разного возраста при действии пероксинитрита / И.А.Никитина, М. Н. Стародубцева, А. И. Грицук // Успехи геронтол. - 2011. - Т. 24. № 2. - С.227-233.
6. High-speed atomic force microscopy imaging of live mammalian cells. / M. Shibata [et al.] // Biophys. Physicobiol. - 2017. - Vol. 14. - P. 127-135.
7. Multifractal characterization of morphology of human red blood cells membrane skeleton /Ş. Ţălu [et al.] // J. Microsc. - 2016. - Vol. 262(1). - P. 59-72.
8. Fractal properties of cell surface structures: A view from AFM / A. Bitler, R. S. Dover, Y. Shai // Semin. Cell Dev. Biol. - 2017. - pii: S1084-9521(17)30017-4. doi:10.1016/j.semcdb.2017.07.034.
9. Starodubtseva, M. N. Novel fractal characteristic of atomic force microscopy images / M.N.Starodubtseva, I. E. Starodubtsev, E. G. Starodubtsev // Micron. - 2017. - Vol.96. - P.96-102.
10. Starodubtseva, M. N. Mechanical properties of cells and ageing / M.N.Starodubtseva // Ageing Res. Rev. - 2011. - Vol. 10, № 1. - P. 16-25.
11. АСМ-диагностика патологии эритроцитов на основе физико-механического образа клеточной поверхности / М. Н. Стародубцева [и др.] // Проблемы здоровья и экологии. - 2015. - № 2. - С. 99-104.
12. Mappingviscoelasticpropertiesofhealthyandpathologicalredbloodcellsatthenanoscalelevel / G. Ciasca [etal.] // Nanoscale. -2015. - Vol. 7(40). - P. 17030-17037.
13. Disorders in the morphology and nanostructure of erythrocyte membranes after long-term storage of erythrocyte suspension: atomic force microscopy study / V. V. Moroz [et al.] // Bull. Exp. Biol. Med. - 2015. - Vol. 159(3). - P. 406-410.
14. Interactions of quantum dots with donor blood erythrocytes in vitro // S. N. Pleskova [et al.] // Bull. Exp. Biol.Med. - 2014. - Vol. 156(3). - P.384-388.
15. Структурно-механические свойства мембран эритроцитов у больных сахарным диабетом 2-го типа / М.Н.Стародубцева [и др.] // Бюл. экспер. биол. мед. - 2008. - Т.145, № 1. - C. 106-110.
16. Стародубцева, М. Н. Механические свойства эритроцитарных мембран при действии пероксинитрита / М. Н. Стародубцева, Т. Г. Кузнецова, С.Н.Черенкевич // Бюл. экспер. биол. и мед. - 2007. - Т. 143, № 2. - С. 227-230.
17. Starodubtseva, M. N. Thermo-mechanical properties of the cell surface assessed by atomic force microscopy / M. N. Starodubtseva, N. I. Yegorenkov, I.A.Nikitina // Micron. - 2012. - Vol. 43, № 12.- P. 1232-1238.
18. Ультраструктурныехарактеристикиэритроцитовпривнебольничнойпневмонииулицмолодоговозраста / Б.И. Гельдер [идр.]// Военно-медицинскийжурнал. - 2017. -Т. 338. -С. 40-47.
19. Atomic force microscopy measurement of leukocyte-endothelial interaction / X. Zhang [et al.] //Am J Physiol Heart Circ Physiol. - 2004.- Vol. 286(1). - P. H359-H367.
20. The melding of nanomedicine in thrombosis imaging and treatment: a review. / V. Karagkiozaki [et al.] //Future Sci. OA. - 2016. - Vol. 2(2). - P. FSO113.
21. Roughness of the plasma membrane as an independent morphological parameter to study RBCs: A quantitative atomic force microscopy investigation / M. Girasole [et al.] // Biochimica et Biophysica Acta. - 2007. - Vol. 1768. - P. 1268-1276.
22. Nano-scale surface characterization of human erythrocytes by atomic force microscopy: A critical review / R. Mukherjee [et al.] // IEEE Trans Nanobioscience. - 2015. - Vol. 14(6). - P. 625-633.
23. Геометрические и физико-механические параметры фибробластов и раковых клеток человека линий А549 и HEp-2c, оцененные с помощью атомно-силовой микроскопии / М.Н. Стародубцева [и др.] // Проблемы здоровья и экологии. - 2016. - № 1. - С.60-66.
Review
For citations:
Starodubtseva M.N. Atomic force microscopy of cells as a method for the study of the pathogenesis and AS THE basis for the development of methods of DISEASE DIAGNOSIS. Health and Ecology Issues. 2017;(4):99-106. (In Russ.) https://doi.org/10.51523/2708-6011.2017-14-4-21
Views: 345
Email this article 