Усиление детекции белков в одиночных клетках с помощью ACE

Исследователи из Института Висса при Гарвардском университете, MIT и Университета Торонто разработали метод, значительно повышающий чувствительность масс-цитометрии и масс-цитометрии визуализации (IMC). Технология Amplification by Cyclic Extension (ACE) использует ДНК-нанотехнологии для усиления сигналов от белков, меченных антителами с металлическими изотопами.

Проблема существующих методов

  • Проточная цитометрия (с 1950-х) ограничена количеством флуорофоров, которые можно различить.
  • Масс-цитометрия (с 2009) позволяет одновременно детектировать ~50 белков, но имеет сниженную чувствительность по сравнению с флуоресцентными методами.

Суть метода ACE

ACE создает ДНК-скаффолд с множеством сайтов связывания для коротких "детекторных цепей", несущих металлические изотопы.

  • Линейный ACE: усиление сигнала в среднем в 13 раз.
  • Разветвленный ACE: усиление сигнала более чем в 500 раз.

Метод позволяет стабильно детектировать более 30 различных белков с высокой чувствительностью в одиночных клетках.

Практические применения

  1. Изучение EMT/MET переходов в раковых клетках: Профилирование 32 эпителиальных и мезенхимальных маркеров, сигнальных молекул и редких транскрипционных факторов (включая Zeb-1 и Snail/Slug) в клетках рака молочной железы мыши в течение 28-дневного перехода.
  2. Анализ внутриклеточных сигнальных сетей в T-клетках: Использование панели из 30 антител к фосфорилированным мотивам белков TCR-сети для изучения активации и феномена "иммунного паралича", вызванного послеоперационной жидкостью (POF) пациентов.
  3. Пространственный анализ тканей (IMC): Применение панели из 20 ACE-усиленных антител для анализа срезов почечной коры пациента с поликистозной болезнью почек. Метод позволил выявить гетерогенную экспрессию маркера стволовых клеток Nestin в клубочках.

Значение работы

"ACE помогает закрыть критический пробел в цитометрическом анализе... Он открывает возможности для исследования одиночных клеток в суспензии и интактных тканей высоко мультиплексными и чувствительными подходами", — сказал ведущий автор исследования Пен Инь (Peng Yin, Ph.D.), член основного факультета Института Висса.

Исследование опубликовано в журнале Nature Biotechnology.