Super-resolved imaging reveals insights into the NK cell immune synapse and can validate expansion microscopy

Abstract

The spatial coordination of biological processes is central to the understanding of their regulatory mechanisms. Technological limitations in microscopy have long hampered this understanding, as the involved components are smaller than the resolution limit of conventional microscopes. Novel microscopy techniques allow moving beyond that barrier. This study examines how techniques such as STED microscopy can be used to show the spatial arrangement of receptors at the natural killer cell immune synapse in a minimal model. In tandem with other biochemical methods, the interplay of this receptor clustering with the actin network is examined in relation to cytotoxic functions of natural killer cells. In a similar vein, STED microscopy is used to validate the novel technique of expansion microscopy, that is based on physically enlarging the sample before imaging. It illustrates the need for well-conceived validation experiments when applying this technique to sub-cellular structures

Die räumliche Koordination biologischer Prozesse ist zentral für das Verständnis ihrer Regulation. Technologische Limitationen haben dieses Verständnis lange erschwert, da die beteiligten Komponenten kleiner als die Auflösungsgrenze klassischer Mikroskope sind. Moderne Mikroskopiemethoden erlauben es, diese Grenze zu überwinden. Diese Studie untersucht, wie Methoden wie STED eingesetzt werden können um das räumliche Arrangement von NK-Zell Rezeptoren an der Immunsynapse in einem minimalen Modell zu visualisieren. Gemeinsam mit anderen biochemischen Methoden untersucht sie, wie dieses Zwischenspiel des Rezeptorclusterings mit dem Aktinnetzwerk in Relation zu den zytotoxischen Funktionen der NK-Zellen steht. Ebenso wird STED eingesetzt um die Technik der Expansionsmikroskopie zu validieren. Diese ermöglicht eine bessere Auflösung durch Vergrößerung der Probe. Dabei wird die Notwendigkeit von Kontrollen aufgezeigt, wenn diese Technik auf sub-zelluläre Strukturen angewandt wird.