患病期间，细胞的硬度或粘度会发生变化。汤姆·埃弗斯(Tom Evers)通过首次测量人类免疫细胞的此类特性证明了这一点。 “某些细胞的硬度可能是一种诊断方法，”埃弗斯说。

3 月 26 日，他凭借论文“疾病生物学和药理学的单细胞力学”获得博士学位。由此产生的文章由Materials Advances发表。

在肿瘤内，细胞在不属于它们的组织中紧密生长。因此，来自堆积细胞的压力更大。细胞通过强化其结构来对此做出反应，就像我们的骨骼在承受更大压力时会变得更强壮一样。

细胞的僵硬也可能在血管渗漏中发挥作用。血管细胞可能变得不那么坚硬，甚至有些流动。埃博拉等病毒会因出血热而致命，导致血管开始渗漏。埃弗斯成功测量了细胞的硬度。

作为一名生物医学专业的学生，​​埃弗斯发现生物物理学非常有趣，以至于他愿意去西伯利亚学习。 “托木斯克有时是-40度，但我也经历过+40度。” 2016/2017年，他在那里度过了一段美好的时光，当时他完成了双硕士学位的前半部分课程。另一半是生物医学性质的，回到他的家乡马斯特里赫特。 “在莱顿，我可以将这两个领域结合起来。”

巨噬细胞必须能够变形

在 LACDR 的 Alireza Mashaghi 实验室中，Evers 可以很好地表达他冒险的一面。 “我们研究细胞的机械特性——它们的硬度和粘度。这些对于疾病的免疫反应等方面极其重要。”例如，吞噬病原体的巨噬细胞必须能够在其周围顺利变形。

这些机械特性也在癌症中发挥作用。 “在肿瘤中，一些细胞变得更软，硬度更低。这些细胞可以更容易地在体内迁移，这种情况发生在转移性癌症中。”

在白血病中，单核细胞免疫细胞受到影响，它们的机械特性会发生变化。 “如果我们能够准确测量，这些细胞的硬度可能成为诊断疾病的一种方法。”细胞硬度就成为所谓的生物标志物。

埃弗斯使用光镊等工具进行工作。例如，利用这种设备，科学家可以握住一条 DNA 链，拉动它，然后测量它缠绕的紧密程度。 “我修改了镊子，这样你就可以将细胞夹在两个玻璃珠之间。通过用一定的力将珠子推到一起并观察细胞所经历的拉伸，我们可以确定细胞的硬度。”

在肿瘤附近，巨噬细胞会发生一些奇怪的事情。虽然其中一些如希望的那样清除肿瘤细胞，但另一些则包围肿瘤并实际上保护肿瘤细胞。埃弗斯想证明这些不同亚型的免疫细胞是否可以通过它们的硬度来识别。

他从健康小鼠乳腺组织中提取了巨噬细胞，并从患有乳腺癌的小鼠中提取了与肿瘤相关的巨噬细胞。 “保护肿瘤的巨噬细胞具有更高的刚性。”

生物学的新领域

“通过我们的机械生物学，我们的目标是在生物学中引入一个新领域，”埃弗斯说。在研究基因时，生物学家谈论基因组学。如果是关于蛋白质的，他们称之为蛋白质组学。对新陈代谢的研究是代谢组学。埃弗斯的结果表明还有更多相关的方面。 “力学增加了机械性能的维度，例如刚度和粘度。”

埃弗斯的导师阿里雷扎·马沙吉 (Alireza Mashaghi) 对他的博士论文工作非常满意。候选人。 “他将力学引入免疫学研究领域，从而促进了机械免疫学领域的出现。他成功地应用技术来测量疾病期间免疫细胞的机械特性。”

冒险还没有结束。 “我留在这个部门，现在是一名博士后研究员。我花了很长时间开发这项技术，结果直到最后才出来。我现在正在研究血管渗漏的疾病，这也必须有与血管的机械特性有关。”

埃博拉等病毒会因出血热和血管渗漏而致命。这也与血管细胞机械性能的改变有关。因此，单细胞机械生物学家埃弗斯还有很多东西有待发现。