Новый метод позволяет отбирать пробы из клеток с течением времени, открывая окно в эволюционирующие процессы

Исследователи из Северо-Западного университета разработали минимально инвазивный метод локальной электропорации, позволяющий многократно отбирать внутриклеточное содержимое из живых клеток без их разрушения. Это один из первых методов, который открывает возможность изучать динамические процессы, развивающиеся во времени, такие как реакция клеток на лечение рака и других заболеваний.

Суть технологии: LCAD-SAMDI платформа

Команда под руководством профессора Хорасио Эспинозы создала устройство для анализа живых клеток (LCAD). Оно использует микрофлюидику и нанотехнологии для временного образования небольших пор в клеточной мембране, что позволяет транспортировать молекулы в клетки или извлекать из них содержимое.

Извлеченные образцы затем анализируются с помощью высокочувствительного безымянного метода SAMDI (Self-Assembled Monolayer Desorption Ionization), разработанного в лаборатории профессора Милана Мрксича. Этот метод масс-спектрометрии позволяет количественно определять активность ферментов.

Ключевые преимущества и возможности

• Многократный забор проб: Поскольку метод минимально инвазивен, его можно повторять много раз, не нарушая жизнеспособность клеток.
• Изучение динамики во времени: Технология предоставляет «окно» в процессы внутри клеток, позволяя отслеживать, как меняется активность ферментов с течением времени и в ответ на лечение.
• Потенциал для персонализированной медицины: Платформа позволяет сравнивать ферментативную активность в здоровых клетках и клетках из биопсии опухоли, что может быть использовано для скрининга лекарств и оптимизации курсов лечения.
• Двусторонняя функциональность: LCAD также можно использовать для доставки белков, ДНК (например, для редактирования генов CRISPR) или других молекул в клетки, а затем изучать их эффект с помощью отбора проб.

Значение и перспективы

Как отметил соавтор исследования профессор Джон А. Кесслер, метод позволяет определять количество активного фермента, отслеживать изменения его активности и реакцию на терапию, не разрушая клетку.

Профессор Эспиноза называет эту технологию «биопсией, выполняемой на клетках в наномасштабе». В будущем, с улучшением технологии и повышением чувствительности, станет возможным одновременный отбор проб для нескольких различных типов белков из одной и той же популяции клеток.

Исследование «Temporal Sampling of Enzymes from Live Cells by Localized Electroporation and Quantification of Activity by SAMDI Mass Spectroscopy» было опубликовано 26 мая в журнале Small.