Ученые разработали новый метод и устройство для выделения одиночных клеток с помощью электрических полей

В онкологических исследованиях все сводится к одной клетке. Команда исследователей из Университета Брауна разработала передовой способ выделения одиночных клеток из сложных тканей. Как показано в исследовании, опубликованном в Scientific Reports, этот подход не только обеспечивает высококачественные, неповрежденные одиночные клетки, но и превосходит стандартные методы выделения по трудоемкости, стоимости и эффективности.

Проблема существующих методов

Основным ограничением для клинического применения одноклеточного анализа является сложность выделения одиночных клеток из сложных тканей. Традиционный процесс с использованием ферментов для выделения нуклеиновых кислот из образцов ткани с последующим массовым генетическим секвенированием дает низкоразрешающие, потенциально неточные генетические данные и плохое обнаружение редких типов клеток. Это может привести к ошибочной диагностике и создает значительный временной лаг между удалением опухоли и готовностью клеток к РНК-секвенированию.

Новый подход: электричество вместо ферментов

В новом процессе биопсийный образец ткани помещается в заполненный жидкостью резервуар между двумя параллельными пластинчатыми электродами. Вместо ферментов применяются колебания электрического поля, создающие противоположно направленные силы в жидкости. Эти силы заставляют клетки ткани двигаться в одном, а затем в противоположном направлении, что приводит к их чистому разделению (диссоциации) друг от друга.

Ключевые преимущества метода:

• Скорость: Диссоциация ткани биопсии занимает всего 5 минут — в три раза быстрее, чем ведущие ферментативные и механические техники.
• Эффективность: Метод как минимум на 300% эффективнее даже самых оптимизированных техник, использующих одновременную химическую и механическую диссоциацию.
• Качество клеток: Обеспечивает хорошую диссоциацию тканей на одиночные клетки с сохранением жизнеспособности клеток, морфологии и прогрессии клеточного цикла.
• Компактность устройства: Традиционный рабочий процесс требует нескольких лабораторных приборов (например, центрифуги), каждый из которых стоит тысячи долларов. Новый подход требует всего одного устройства.

Статус и перспективы

Исследовательская группа подала заявку на получение патентов США и международного патента на устройство и связанную методологию. В исследовании использовались образцы тканей бычьей печени, тройного негативного рака молочной железы и клинических тканей глиобластомы человека. Сейчас команда совершенствует технологию и разрабатывает устройство, способное быстро и эффективно обрабатывать несколько различных видов небольших образцов тканевой биопсии одновременно при очень низкой стоимости.

Как отмечают авторы, эта технология откроет новые возможности для исследований в области геномики, протеомики, транскриптомики, а также для биомедицинских приложений, таких как тканевая инженерия и культивирование клеток.