Optical detection of single-cell secreted analytes on surface

Abstract

Insan bağışıklık sistemi kompleks bir hücre ağından oluşmaktadır. Bu kompleks yapı bağışıklık sistemi hastalıklarına tanı konulmasını ve bu ağın bir patojene tepkisinin incelenmesini onemli bir problem haline getirmiştir. Bu çalısmada hücreler arası etkileşimlerin, bir bağışıklık tepkisi anında hücre popülasyonlarinin kollektif tepkisini nasıl etkilediğinin gözlemlenebileceği bir platform ortaya geliştirilmiştir. Calışma içerisinde gercek zamanlı olarak tek hücrelerin salgı profillerinin hassas bir sekilde ölçülebileceği bir sistem önerilmiştir. Bu sistem hücre salınım dinamikleri hakkinde daha onceden bilinmeyen bilgilere erişim imkanı saglamakla birlikte, bağışıklıktepkisiyle birlikte oluşturulan kinetik fonksiyonel davranışların etkisinin de belirlenmesini sağlamaktadır. Tek bir hücrenin sitokin (cytokine) salgı dinamiklerinin belirlenmesi icin prototip geliştirilmiştir. Geliştirilmiş olan dijital, hasarsız ve gercek zamanlı tek-hücre sitokin salgı izleme sistemi, bu alandaki teknolojik gelişmeleri bir üst düzeye taşıyacaktır.

The human immune system comprises of very complex network of cells. Due to the complexity of human immune system, diagnosis of immune diseases and revealing immunological responses to a pathogen or to interference has been a substantial task. In this paper, we put forward an analytical platform that will re-define our understanding on how intercellular interactions affect the collective response of cell population in an ongoing immune response. This project proposes a system through which monitoring of secretion profile of single-cells in real time becomes possible in quantifiable and radically sensitive way. This competence favors us to identify the previous unknown information about the dynamics of cell secretion and offers access about the effect of kinetic functional behavior carried by an immune response. We started-off constructing prototypes to identify the secretion dynamics of a single cytokine from single-cells, which further helps us to investigate about the collective performance of various types of cells and cytokines that are responsible in the signaling. This non-destructive, digital and real-time monitoring of isolated single-cells secretion will let us uplift technological advancements to a next-level.