巨噬细胞是对免疫系统至关重要的细胞，可能为各种疾病的细胞治疗提供信息。然而，实现巨噬细胞疗法的全部潜力依赖于能够看到这些细胞盟友在我们体内做什么，宾夕法尼亚州立大学的一组研究人员可能已经开发出一种观察它们做事情的方法。
在《小》杂志上发表的一项研究中，宾夕法尼亚州立大学的研究人员报告了一种新的超声成像技术，可以连续观察哺乳动物组织中的巨噬细胞，未来有可能应用于人类。
“巨噬细胞是一种免疫细胞，在免疫系统的几乎所有功能中都很重要，从检测和清除病原体到伤口愈合，”通讯作者斯科特·麦地那说，他是威廉和温迪·科尔布早期职业生物医学工程副教授。
“它是免疫系统的一个组成部分，它真正连接了两种类型的免疫:先天免疫，它对事物的反应非常快，但不是很精确;适应性免疫，它的反应要慢得多，但反应更精确。”
巨噬细胞调节着人体免疫反应的这两条手臂，帮助我们的身体发挥抗感染和组织再生等功能。另一方面，它们也有助于调节与损伤和疾病相关的炎症，如糖尿病和类风湿性关节炎。
根据Medina的说法，这些细胞可以被利用并应用于治疗，以帮助患有癌症、自身免疫性疾病、感染和组织受损等疾病的患者。这些疗法将包括分离、修饰和/或改造巨噬细胞，以增强其对抗疾病、控制免疫反应和促进组织修复的特性。
梅迪纳说:“如果我们能够实时地看到这些细胞在体内的活动，那么我们就可以了解很多关于疾病如何发展以及如何愈合的信息。”“这将让我们了解细胞在体内的作用，因为现在，我们真的仅限于将细胞从体内取出，然后在培养皿中观察它们的作用，这与我们在体内看到的行为不同。”
研究人员求助于超声波成像，这是一种观察人体内部组织的常用技术。然而，单独使用超声波，巨噬细胞会与其他细胞混在一起。
麦地那说:“在超声波成像中，巨噬细胞基本上是看不见的，因为你无法区分这些细胞相对于我们组织中所有其他细胞的位置。”“它们的行为都一样，所以你无法真正看到特定的细胞。我们必须创造一种叫做造影剂的东西，我们感兴趣的细胞可以用它来标记，然后提供一些不同于背景的图像对比度。这就是纳米乳液的用武之地。”
许多家庭厨师都知道乳剂是悬浮在醋或水等液体中的油滴的混合物，用于制作沙拉酱;纳米乳是指那些油滴很小，直径只有几纳米。
研究人员使用纳米乳液来制造更有弹性的气泡。气泡非常有效地反射超声波的声波;然而，如果有人向病人体内注射气泡，它们就不会很好地起作用，因为它们破裂得相对较快。
生物医学工程博士后、该研究的主要作者Inhye Kim说:“我们需要一种方法，让气泡在成像时形成，而不是在成像之前形成，同时让这些气泡尽可能长时间地持续存在。”
研究人员将纳米乳剂液滴引入细胞，细胞将其内化。在超声波的作用下，液滴会发生相变，变成气体，也就是气泡。来自超声波的压力促进了这种变化，当超声波振荡时，它对液滴进行推拉，并利用压力迫使液滴沸腾，使其蒸发并变成一个气泡。
麦地那说:“这类似于水在高海拔地区以较低的温度沸腾，比如在科罗拉多州，因为那里阻止水沸腾的压力较小。”“我们利用超声波对液滴施加的压力，在我们想要它沸腾的时候有效地让它沸腾，然后它蒸发并导致气泡的形成。”
他们在猪组织样本中测试了这种新技术，发现巨噬细胞的成像有效。梅迪纳说，这种方法使研究人员能够看到免疫细胞在体内的连续活动，从而更好地了解免疫系统是如何被调节的，以及它在对抗疾病中的作用。除此之外，Kim指出，它还可以帮助未来为患者开发更好的免疫细胞疗法。
“例如，对于患有肿瘤的患者，这项研究可以使巨噬细胞疗法的工程化更有效，副作用也更少，”Kim说。
研究的下一步包括探索将这项技术用于人体内其他类型免疫细胞可视化的可能性，或监测动脉内斑块的形成。此外，研究人员正在寻找合作者来推进这项技术。
梅迪纳说:“我们希望与其他有特殊兴趣的免疫学研究人员合作，可能会发现这项技术很有用，所以我们对进一步的合作和应用持开放态度。”
