e-Paper - SVAT Astatine - Universiteit Twente

Bacheloropdracht
Elektroporatie van individuele cellen in een chip
Opdracht
De bachelor van Advanced Technology heb ik afgesloten
met een bacheloropdracht bij de vakgroep BIOS.
Ik heb deze groep gekozen vanwege mijn interesse in
biologie in combinatie met exacte vakgebieden. De
opdracht was het bestuderen van de poriegrootte in
het celmembraan van cellen.
Elektroporatie
De poriën worden verkregen door middel van elektroporatie.
Elektroporatie is een methode om tijdelijke
poriën in celmembranen te creëren, hiervoor worden
elektrische pulsen gebruikt. In figuur 1 is een schematische
weergave van elektroporatie te zien.
Figuur 1: Schematische weergave van elektroporatie.
De intensiteit van deze elektrische pulsen heeft een
ordegrootte van kilovolts per centimeter. De duur van
deze pulsen is een micro- tot milliseconde. Als gevolg
van deze pulsen verliest het celmembraan tijdelijk zijn
semi-permeabiliteit en kunnen grote moleculen, die
normaal niet door het celmembraan kunnen, de cel
binnendringen. Op deze manier kan er bijvoorbeeld
een medicijn of DNA in de cel worden gebracht, waar
dat normaal gesproken niet mogelijk is.
Poriegrootte
De informatie over de poriegrootte wordt verkregen
door te kijken welke grootte nano-beads bij verschillende
pulsen door de poriën kunnen. Om dit te kunnen
realiseren, wordt er gebruik gemaakt van ‘single
cell’ elektroporatie. Hierbij wordt een cel individueel
geëlektroporeerd. Daartoe dient de cel eerst te worden
gevangen in een chip. Deze chip is te zien in figuur 2.
In de traps (kleine kanaaltjes) kunnen cellen gevangen
worden. Dit is te zien in figuur 3. Door voorafgaand aan
het elektroporeren de nano-beads al toe te voegen in
de chip kan worden bepaald beads van welk formaat
de cellen hebben opgenomen bij de elektroporatie en
daarmee hoe groot de poriën in het membraan zijn.
18
Figuur 2: De gebruikte chip.
Brigitte Bruijns
Cellen
Bij de experimenten is gebruik gemaakt van K562 cellen.
Dit zijn human chronic myeloid leukemia cellen. De
cellen hebben een diameter tussen de 10 en 15 μm.
Deze cellen worden gebruikt omdat ze gemakkelijk te
kweken zijn.
Figuur 3: Het mechanisch vastklemmen van een cel.
Om te kijken of het elektroporeren is gelukt, wordt PI
(propidium iodide) gebruikt. PI is een middel dat fluorescent
wordt bij binding aan aminozuren. Bij het binnendringen
van een cel bindt PI aan DNA en/of RNA.
Dit heeft tot gevolg dat de cellen rood fluorescerend
worden. Dit is ook te zien in figuur 4.
Een probleem is echter dat dode cellen ook PI zullen
opnemen. Deze cellen zullen dus ook rood kleuren,
waardoor een dode en een geëlektroporeerde cel niet
te onderscheiden zullen zijn. Er zal in vervolgonderzoek
naar een methode moeten worden gekeken om (op
een snelle manier) het verschil te kunnen zien tussen
een dode en een geëlektroporeerde cel.