Tofotonmikroskopi muliggjør forskning på intakt vev i levende dyr og avdekker viktigheten av gliaceller i hjernen. Det viser Vinita Rangroo Thrane og Alexander S. Thrane i et doktorarbeid.

Alexander S. Thrane. Foto privat

Vinita Rangroo Thrane. Foto privat

Mikroskopisk undersøkelse av levende celler i intakt vev (in vivo), slik som hjernen, var lenge umulig på grunn av vevsskaden forårsaket av konvensjonelle lasere. Tofotonmikroskopi har gitt løsningen dette problemet ved at man bruker raskt pulserende (femtosekund) lasere som leverer ultrakorte pakker med lyspartikler i fokuspunktet.

Legeparet Vinita Rangroo Thrane og Alexander S. Thrane står for det første doktorarbeidet i Norge der tofotonmikroskopi er anvendt. Forskningen ble utført som et fellesarbeid, og ekteparet bidro likt til dobbelt antall artikler og en dobbeltdisputas. Studiene ble foretatt hos professor E.A. Nagelhus i Oslo og professor M. Nedergaard i New York, med Fulbright-stipend.

– Vi brukte tofotonmikroskopi til å undersøke betydningen av gliaceller for hjernens vann- og saltbalanse. Doktorarbeidet demonstrerer at gliaceller har hovedansvaret for transport av vann, kalium, natrium, ammoniakk og til en viss grad oksygen i hjernen. Gliaceller kan også påvirke nervecellenes signalfunksjon direkte, og tofotonstudiene har avdekket at anestesimidler kan utøve deler av sin virkning ved å dempe gliasignalering, forteller de.

– Kanskje det aller viktigste funnet er at svikt i gliaspesifikke transportfunksjoner bidrar til sykdomsutvikling ved vanlige nevrologiske lidelser slik som hjerneødem, migrene, krampeanfall og koma. Vårt arbeid viser derfor at videre «gliaforskning» kan avdekke en helt ny kategori av farmakologiske mål i behandlingen av sykdommer i hjerne, ryggmarg og retina, sier de.

Alexander S. Thrane og Vinita Rangroo Thrane disputerte for ph.d.-graden ved Universitetet i Oslo 6.6. 2013. Tittelen på avhandlingen er Two-photon imaging of glial ion and water homeostasis in health and disease.