Новый метод извлечения молекул из живых клеток

Исследователи из Университета Хьюстона разработали новый метод извлечения молекул из живых клеток без нарушения их жизнедеятельности. Работа открывает новые возможности для диагностики рака и других заболеваний.

Метод использует намагниченные углеродные нанотрубки для извлечения биомолекул из живых клеток, что позволяет получать молекулярную информацию, не убивая отдельные клетки. Описание работы опубликовано в Proceedings of the National Academy of Sciences.

Большинство существующих методов идентификации внутриклеточной информации приводят к гибели клеток, что делает невозможным дальнейшее получение данных и оценку изменений во времени, — пояснил ведущий автор статьи, профессор физики Чжифэн Жэнь. Работа стала результатом сотрудничества его лаборатории и лаборатории Пола Чу.

Новая техника позволит исследователям получать фундаментальную информацию из одной клетки. Существующие методы разрушают множество клеток для извлечения материала, и результат представляет собой усреднённые данные по многим клеткам. Индивидуальные различия клеток при этом не видны.

Исследователи отмечают, что шаги, описанные в статье, демонстрируют доказательство концепции. Следующим этапом станет более глубокое изучение биологических и химических процессов клетки.

Первые результаты многообещающи для биомедицины, показывая, как нанонаука и наноинженерия могут помочь медицине. Новый метод будет полезен для скрининга противораковых препаратов, изучения канцерогенеза, а также для исследований, позволяющих получать информацию от отдельных клеток, заменяя прежние методы усреднённого анализа.

В статье объясняется, что большинство методов извлечения молекулярной информации приводят к гибели клеток, а те, которые её щадят, имеют свои ограничения, включая низкую эффективность.

Предложенный метод относительно прост: в качестве транспортера используются намагниченные углеродные нанотрубки, а в качестве коллектора — поликарбонатный фильтр. В эксперименте использовались клетки линии рака почки человека.

Работа развивает исследование 2005 года, опубликованное группой Жэня в Nature Methods, которое показало, что намагниченные углеродные нанотрубки могут доставлять молекулы в клетки. Текущее исследование делает следующий шаг, извлекая молекулы из клеток путём магнитного «проталкивания» нанотрубок через клеточные стенки. Нанотрубки выращивались с помощью системы химического осаждения из паровой фазы, с магнитными частицами никеля на концах. Слой никеля также наносился на поверхность нанотрубок, чтобы сделать их способными проникать через клеточную стенку под действием магнита.