Новый подход к созданию однородных клеточных популяций для анализа

Высокопроизводительные клеточные анализы — мощный инструмент для исследования, позволяющий количественно оценивать реакции отдельных клеток или небольших популяций в различных условиях. Они применяются в скрининге лекарств, геномном профилировании и исследованиях воздействия окружающей среды.

Однако, поскольку большинство таких анализов полагаются на усреднённые по популяции измерения, способность выявлять важные результаты и делать точные выводы часто страдает из-за гетерогенности клеточной популяции.

Способность создавать более однородную популяцию клеток, по крайней мере в отношении выбранного признака, могла бы значительно помочь фундаментальным биологическим исследованиям и разработке высокопроизводительных анализов.

Исследователи разработали стратегию создания паттернов на основе изображений клеток, которая производит массивы однородных клеток. Их анатомические свойства имитируют клетки, на основе которых были созданы паттерны.

Работа опубликована в статье "Recapitulation and Modulation of the Cellular Architecture of a User-Chosen Cell of Interest Using Cell-Derived, Biomimetic Patterning" в журнале ACSNano.

Ключевая особенность метода

Важная особенность техники — она может предоставить способ разделить влияние нескольких факторов на процессы, опосредованные механотрансдукцией (преобразование клетками механических стимулов в биохимическую активность).

Эти факторы включают:

• Цитоскелетную структуру
• Динамику адгезии
• Внутриклеточное натяжение

Они в совокупности управляют сигнальными функциями внутри клеток и, в конечном итоге, клеточной судьбой.

Кроме того, метод позволяет напрямую воспроизвести состояние натяжения выбранной пользователем клетки в большой популяции паттернированных клеток.

Сравнение с существующими методами

Новый инструмент рассматривается как потенциально синергетичный с существующей техникой FACS (сортировка клеток, активированная флуоресценцией), которую часто используют перед экспериментом для минимизации проблемы гетерогенности.

• FACS создаёт однородные популяции на основе наличия специфических маркеров на поверхности клеток.
• Новый метод позволяет выбрать клетку, представляющую интерес, на основе простого анализа изображения экспрессии белка. Затем создаётся конфигурация паттерна для воспроизведения фенотипа, подобного выбранной клетке, в большой популяции.

Это может направлять выбранный клеточный фенотип через механотрансдукцию, а также помогать поддерживать фенотипы, уже отобранные с помощью FACS.

Такой инструмент может оказаться чрезвычайно полезным для исследования влияния тонких локальных изменений среды на поведение клеток, например, дифференцировку стволовых клеток, особенно при переходе на платформы для высокопроизводительного анализа и анализов отдельных клеток.