Вложенные нанолунки ускоряют изучение отдельных клеток
Исследователи, изучающие поведение раковых клеток опухоли, получили новый инструмент, способный обрабатывать в 10 раз больше клеток за один день. Новый чип с вложенными нанолунками (nanoPOTS), разработанный в Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории (PNNL), был описан 29 октября в журнале Nature Communications.
Аналитический химик Ин Чжу и его коллеги впервые описали технологию nanoPOTS в 2018 году. Аббревиатура расшифровывается как «Nanodroplet Processing in One pot for Trace Samples» (обработка нанокапель в одном контейнере для следовых образцов). Это метод одновременного анализа сотен белков в отдельных клетках.
«Отдельные клетки работают согласованно. Возможность анализировать белки в каждой клетке — ключ к получению детальной информации о биологической роли каждой клетки, — сказал Чжу. — На основе этого мы можем начать картировать, как клетки работают вместе в тканях и органах». Команда Чжу в Лаборатории наук об окружающей среде (EMSL) использовала nanoPOTS для изучения белков в клетках ткани матки мыши.
Девять нанолунок в одном гнезде
Основная сложность метода протеомики одиночных клеток — работа с крошечным количеством белкового содержимого одной клетки. Каждый белок важен на этапах подготовки и анализа образца.
Каждый образец затем анализируется с помощью точной техники молекулярной идентификации — масс-спектрометрии. Этот подход использует крайне малые объёмы: более 250 образцов одиночных клеток с чипа nanoPOTS помещаются в одну каплю воды.
Исходная технология nanoPOTS размещала образцы в отдельных нанолунках, организованных в сетку на чипе. Этот подход сократил потери образца более чем на 99% по сравнению с другими технологиями того времени.
Как описано в Nature Communications, дизайн нового чипа nanoPOTS, названного N2, значительно увеличил количество лунок на чипе до 243. Группы по девять нанолунок вложены в каждое из 27 кластеров на чипе.
С помощью чипа N2 Чжу и его коллеги проанализировали около 100 отдельных клеток мыши, полученных из лёгкого, иммунной системы и подмышечного лимфатического сосуда. Они определили количество около 1500 белков в каждой отдельной клетке и использовали эту информацию для классификации клеток на основе обилия белков.
«Мы также работаем над тем, чтобы сделать эту технологию удобной для использования в других лабораториях, — сказал Чжу. — Чип N2 можно производить в стандартной чистой комнате, и мы использовали коммерческую систему для изоляции одиночных клеток для жидкостной обработки, а не собственную систему, как раньше».
PNNL недавно лицензировала технологии nanoPOTS биотехнологическим компаниям SCIENION и Cellenion. Cellenion производит систему для изоляции одиночных клеток, которую Чжу и его коллеги использовали с чипом N2.
«Цель этого партнёрства — объединить коммерческие системы прецизионной жидкостной обработки с платформой nanoPOTS для создания эффективной системы подготовки образцов для протеомики одиночных клеток на основе масс-спектрометрии», — сказала менеджер по коммерциализации PNNL Дженнифер Ли.