Cancer Genetics, Therapeutics & Ultrastructural Pathology Department

Το Τμήμα Γενετικής, Θεραπευτικής Καρκίνου & Υπερδομικής Παθολογίας του Ινστιτούτου Νευρολογίας & Γενετικής Κύπρου διαθέτει το μοναδικό στο είδος του ηλεκτρονικό μικροσκόπιο (ΗΜ)  διέλευσης (Transmission Electron Microscope, TEM) στην Κύπρο, το οποίο εξυπηρετεί τις ανάγκες της χώρας μας από το 1997 μέχρι και σήμερα. 

Πρόσφατα, έχει εγκατασταθεί στο Τμήμα το TALOS L120C, ένα ηλεκτρονικό μικροσκόπιο νέας τεχνολογίας, το οποίο προσφέρει τη δυνατότητα  μελέτης περισσότερων και πιο σύνθετων διαγνωστικών και ερευνητικών δειγμάτων. Η χρήση αυτού του νέου μικροσκοπίου, θα διευρύνει σημαντικά τις δυνατότητες και εφαρμογές της υφιστάμενης υποδομής.

Το TALOS L120C αναβαθμίζει την ποιότητα και την ανάλυση της εικόνας, παρέχει αποδεδειγμένη, βέλτιστη απόδοση σε μια πλατφόρμα ειδικά σχεδιασμένη για ευελιξία, μέγιστη σταθερότητα και ευκολία λειτουργίας, ενώ για τη χρήση του απαιτείται ειδικά εκπαιδευμένο προσωπικό με  απαραίτητη τεχνογνωσία και εμπειρία.
Το νέο ΗΜ, το οποίο είναι σε θέση να μας δώσει υψηλής ποιότητας εικόνες ακόμα και για υλικά ευαίσθητα στην δέσμη ηλεκτρονίων, αναμένεται να έχει ευρεία εφαρμογή σε πολλούς τομείς της Ιατρικής καθώς και των Βιοϊατρικών  Επιστημών, δεδομένου των πολλαπλών του εφαρμογών:

1. Tομογραφία: Είναι η τεχνική για την λήψη λεπτομερών τρισδιάστατων δομών τόσο από βιολογικά όσο και υλικά δείγματα. Αποτελεί επέκταση της παραδοσιακής ηλεκτρονικής μικροσκοπίας η οποία χρησιμοποιεί ηλεκτρονικό μικροσκόπιο διέλευσης για τη συλλογή των δεδομένων. 
2. Φασματοσκοπία ακτινογραφίας διασποράς ενέργειας (EDS): Είναι μια τεχνική επιφανειακής ανάλυσης, όπου δέσμη ηλεκτρονίων χτυπά το δείγμα εκπέμποντας χαρακτηριστικές ακτίνες Χ. Αυτό επιτρέπει την ανάλυση της στοιχειώδους σύνθεσης του δείγματος μέσω της αξιολόγησης της χημικής σύνθεσής του. Αυτή είναι μια εφαρμογή ιδιαίτερα σημαντική κυρίως στην μελέτη υλικών δειγμάτων.
3. Σάρωση ηλεκτρονικής μικροσκοπίας (STEM): Είναι η τεχνική η οποία συνδυάζει τις αρχές της μικροσκοπίας διέλευσης (TEM) και σάρωσης (SEM), δίνοντας εικόνες υψηλής ποιότητας. Οι φακοί του μικροσκοπίου προσαρμόζονται ανάλογα ώστε να σαρώνεται το δείγμα και να συλλέγονται διάφορα σήματα, σημείο προς σημείο, ώστε να σχηματίσουν μια εικόνα.

Το μικροσκόπιο είναι μια διάταξη η οποία μετατρέπει ένα αντικείμενο σε είδωλο, επιτρέποντας μας έτσι να το δούμε. Ένα από τα σημαντικότερα πλεονεκτήματα του ΗΜ έναντι του κοινού οπτικού μικροσκοπίου είναι η μεγάλη διακριτική του δυνατότητα. H διακριτική ικανότητα του ΟΜ δεν ξεπερνά τα 200nm. 

Με το οπτικό μικροσκόπιο προσφέρεται η δυνατότητα μελέτης και παρατήρησης ενός αντικειμένου και των μορφολογικών χαρακτηριστικών του με την βοήθεια του φωτός (Σχήμα 1).  Αντίθετα, το ΗΜ εκμεταλλεύεται την κυματική φύση των ηλεκτρονίων σε μήκη κύματος (λ) πολύ μικρότερα. Η ακτινοβολία που χρησιμοποιεί ένα ΗΜ, προέρχεται από επιταχυμένα ηλεκτρόνια (δυναμικό επιτάχυνσης 80-200 KV). Η πορεία των ηλεκτρονίων ρυθμίζεται από ηλεκτρομαγνητικούς φακούς στους οποίους αλλάζοντας την ένταση του ρεύματος που τους διαπερνάει, μπορούμε να μεταβάλουμε την ένταση του μαγνητικού τους πεδίου ( Σχήμα 2). Με το ΗΜ επιτυγχάνουμε μεγεθύνσεις άνω των 600000 φορών.

Σχήμα 1: Οπτικό Μικροσκόπιο – Ηλεκτρονικό Μικροσκόπιο

‘Ένα  βιολογικό δείγμα για να είναι δυνατό να εξεταστεί στο Η.Μ. χρησιμοποιώντας την εφαρμογή ΤΕΜ πρέπει να πληροί κάποιες βασικές προϋποθέσεις:

• να αντέχει σε υψηλό κενό αέρος
• να είναι σταθερό στον βομβαρδισμό ηλεκτρονίων
• να  επιτρέπει την διαφορική σκέδαση των ηλεκτρονίων
• να είναι τετμημένο με αρκετά λεπτές τομές, διαπερατές από ηλεκτρόνια

Επομένως, ένα βιολογικό δείγμα για να αποκτήσει τις παραπάνω ιδιότητες θα πρέπει να υποβληθεί σε μια συγκεκριμένη επεξεργασία.

Σχήμα 2: Ηλεκτρονικό Μικροσκόπιο Διέλευσης

Το ΕΜ στο εργαστήριο μας είναι απαραίτητο  για την ακριβή διάγνωση παθήσεων του νεφρού. Οι αλλοιώσεις και διαταραχές στο επίπεδο της υπερδομής που παρατηρούνται με το ΗΜ διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο τόσο στην  καλύτερη  διάγνωση αυτών όσο και στην πιο στοχευμένη έρευνα τους.

Επίσης μέσω της ηλεκτρονικής μικροσκοπίας, συμβάλλουμε στη διάγνωση και άλλων ασθενειών όπως η δυσκινησία των κροσσών,  μυϊκών και νευρικών παθήσεων όπως και άλλων σπάνιων συνδρόμων.

Επιπλέον το ΗΜ διαδραματίζει κομβικό ρόλο σε ερευνητικό επίπεδο. Συνεργαζόμαστε με διάφορα ερευνητικά κέντρα και πανεπιστήμια (σε Κύπρο και εξωτερικό) με το ΗΜ να αξιοποιείται σε ένα μεγάλο εύρος εφαρμογών,  όπως τη μελέτη νανοσωματιδιων, ιών, βακτηριδίων καθώς και τη μελέτη της μορφολογίας διαφόρων σωματιδίων όπως και τον  προσδιορισμό  της σύστασης τους.

Το Ινστιτούτο Νευρολογίας & Γενετικής Κύπρου έχοντας ως αποστολή του την αναβάθμιση της ποιότητας ζωής των ασθενών και των πολιτών της χώρας, φροντίζει να εξελίσσεται ανάλογα με τις απαιτήσεις της επιστήμης στους τομείς που δραστηριοποιείται και να συμβαδίζει με τις τεχνολογικές εξελίξεις.  

Σπείραμα νεφρού στο ΗΜ (3000x)
 

Δυσκινησία αναπνευστικών κροσσών στο ΗΜ (80000x)

Νανοσωματίδια για σκοπούς ιατρικής απεικόνισης  στο HM (60000x)

Λουίζα Ποταμίτη, MSc 
Laboratory Scientific Officer  
Τμήμα Γενετικής και Θεραπευτικής Καρκίνου & Υπερδομικής Παθολογίας