Извлечение содержимого из отдельных живых клеток

Биологов всё больше интересует поведение отдельных клеток, а не целой популяции. Новый метод, разработанный в ETH, может революционизировать анализ единичных клеток. Технология использует самый маленький в мире шприц для забора содержимого отдельных клеток для молекулярного анализа.

Исследователи ETH разработали метод с использованием наношприца, чья крошечная игла способна проникать в отдельные живые клетки и извлекать их содержимое. Технология может применяться, например, к клеточным культурам для исследования внутренней среды клеток. Это позволяет учёным выявлять молекулярные различия между отдельными клетками, а также идентифицировать и анализировать редкие типы клеток.

Клетки остаются живыми

Метод имеет ряд преимуществ:

• Исследователи могут отбирать пробы отдельных клеток тканевой культуры прямо в чашке Петри, что позволяет изучать влияние клетки на соседние.
• Микроскопической иглой можно управлять с такой точностью, чтобы собирать содержимое либо ядра, либо окружающей его внутриклеточной жидкости (цитозоля).
• Количество извлекаемого материала можно определить с высочайшей точностью — до одной десятой пиколитра (триллионной доли литра). Для сравнения: объём клетки в 10–100 раз больше.

Клетки, из которых извлекли молекулы, остаются живыми, что позволяет проводить многократный забор проб из одной и той же живой клетки для анализа её РНК и белков. «Мы были удивлены, обнаружив, что исследуемые клетки выжили даже после извлечения большей части их цитозоля», — говорит профессор ETH Юлия Форхольт.

Расширение применения

Новый метод основан на разработанной ранее в ETH системе микроинъекций FluidFM — «самом маленьком в мире автоматизированном шприце». Исследовательская группа профессора Форхольт усовершенствовала систему, позволив извлекать материал из клеточных компартментов. Важными задачами были подбор подходящего покрытия для иглы для предотвращения загрязнения клеточным материалом и адаптация методов анализа к минимальным объёмам измерений.

Разработка велась в сотрудничестве с исследователями под руководством Томасо Дзамбелли (факультет информационных технологий и электротехники ETH), Мартина Пилхофера (Институт молекулярной биологии и биофизики) и спин-оффа ETH Cytosurge, который коммерциализирует технологию FluidFM.