Bydd dull newydd ar gyfer neilltuo ‘cod bar’ i gelloedd dynol yn helpu wrth adnabod a dilyn trywydd celloedd canser

Mae ymchwilwyr yng Nghanolfan NanoIechyd Prifysgol Abertawe yn y Coleg Peirianneg wedi arwain cydweithrediad rhyngwladol i ddatblygu dull newydd ar gyfer neilltuo ‘cod bar’ i gelloedd dynol unigol. Gellir defnyddio’r dull hwn i adnabod a dilyn trywydd mathau anghyffredin o gelloedd, megis celloedd canser, mewn poblogaethau mawr.

Barcode cells Prof Paul ReesCyhoeddwyd papur y tîm, o’r enw Nanoparticle Vesicle Encoding for Imaging and Tracking Cell Populations, yn y cyfnodolyn gwyddorau bywyd blaenllaw Nature Methods heddiw (dydd Sul, Medi 14).

Ar y cyd â chydweithwyr o Sefydliad Broad MIT a Harvard (Caergrawnt, Massachusetts, UDA), y Sefydliad Ymchwil Defnyddiau ym Mhrifysgol Leeds, a General Electric Healthcare, Canolfan Maynard, Caerdydd, gwnaeth y tîm ganfod mai un o brif fanteision eu dull oedd bod y celloedd yn ‘dewis’ eu cod bar eu hunain gan ddibynnu ar eu cyflwr corfforol ac felly mae codau bar celloedd canser yn ymddangos yn wahanol i gelloedd iach pan gânt eu harchwilio drwy ddelweddu microsgop trwygyrch uchel.  

Meddai prif awdur y papur, yr Athro Paul Rees o Goleg Peirianneg Prifysgol Abertawe: “Mae’r gallu i ddadansoddi ymddygiad grŵp o fewn poblogaeth o gelloedd yn hanfodol i ddeall iechyd ac afiechyd yn y corff dynol.

“Fodd bynnag, mae’r anallu i adnabod, dilyn trywydd a mesur miloedd o gelloedd unigol yn gywir gan ddefnyddio delweddu microsgop trwygyrch uchel wedi rhwystro astudiaethau dynamig o boblogaethau o gelloedd. 

“Rydym wedi arddangos y dull unigryw ar gyfer labelu celloedd gan ddefnyddio codio lliw a chreu nifer uchel o godau digidol unigryw, sy’n ein galluogi’n syth i weld hunaniaeth cell ac yn caniatáu i ni ddilyn trywydd celloedd dynol unigol.”

Mae’r dull newydd yn gweithio gan fod celloedd yn amsugno nano-ronynnau wrth iddynt fynd â maetholion oddi ar unrhyw hylif amgylchynol ac yna’n eu hamgáu mewn pilen amddiffynnol, sy’n golygu nad yw’n ymddangos eu bod yn newid ymddygiad y celloedd.

Trwy gyflwyno tri lliw gwahanol ar gyfer nano-ronnynau i’r boblogaeth o gelloedd, mae’r patrwm lliw a gaiff ei greu yn ddigon unigryw i weithredu fel cod bar gan ganiatáu i ymchwilwyr wahaniaethu rhwng pob cell unigol mewn poblogaeth fawr.  Hefyd gan nad yw nifer y nano-ronynnau yn y gell yn newid, gellir adnabod yr un gell ar ôl cyfnodau llawer hirach nag o’r blaen.

Gan fod nifer y nano-ronynnau y bydd cell yn eu cymryd yn dibynnu ar gyflwr y gell, mae’r dull hwn yn caniatáu i gelloedd sydd wedi mwtadu mewn poblogaeth fawr gael eu hadnabod gan y bydd gan far cod y celloedd hyn batrwm gwahanol i’r celloedd iach.

Ychwanegodd Dr Anne Carpenter, cyfarwyddwr y Platfform Delweddu yn Sefydliad  Broad: “Mae adnabod celloedd unigol yn unigryw a’u dilyn o fewn poblogaeth yn hynod bwerus. Mae gan feddalwedd olrhain celloedd enw drwg o ran gwallau ond eto i gyd mae dilyn trywydd celloedd â llygaid mewn ffilmiau hir yn arbennig o ddiflas.

“Mae’r dull a ddatblygwyd yma’n caniatáu i’r celloedd gario cod bar yn gorfforol wrth iddynt symud o gwmpas, gan wneud y gwaith o’u holrhain yn llawer mwy ymarferol.  Mae’n lleihau’n fawr y pwysau sydd ar ddadansoddwyr delweddau ac yn galluogi i boblogaethau celloedd canser gael eu harchwilio ar sail hirdymor.”

Mae hwn yn gam arwyddocaol yn y gwaith o ddatblygu offer i astudio esblygiad poblogaethau celloedd mawr. Gan edrych at y dyfodol, bydd y dull hwn yn caniatáu i ymchwilwyr arsylwi’r modd y mae celloedd unigol yn datblygu i gyflwr canseraidd neu i astudio’r modd y mae bôn-gelloedd yn esblygu i fod yn gelloedd aeddfed sy’n ffurfio’r corff dynol.   

Ariannwyd gwaith y tîm gan ddau grant gan y Cyngor Ymchwil Peirianneg a’r Gwyddorau Ffisegol  (EPSRC). Gyda chymorth un o’r grantiau hyn, treuliodd yr Athro Rees gyfnod sabothol yn Sefydliad Broad Harvard ac MIT (Boston). Bu Sefydliad Broad Harvard ac MIT (Boston) yn gydweithwyr ar y papur ac ymgymerwyd â rhan o’r gwaith ymchwil yno. Ariannwyd yr ymchwil gan y grant gan EPSRC ar Cytrometreg Nano-ronnynau

Hefyd ariennir Canolfan NanoIechyd y Brifysgol gan Gronfa Datblygu Rhanbarthol Ewrop  trwy Lywodraeth Cymru.