Новая платформа характеризует как индивидуальные носители, так и груз клинически важных молекул
Клетки посылают крошечные "посылки" — внеклеточные везикулы (EVs), липид-связанные структуры, выполняющие множество регуляторных функций. Они помогают удалять ненужные материалы из клетки, транспортируют белки, способствуют переносу ДНК и РНК и могут способствовать опухолеобразованию в раковых клетках.
Из-за их многочисленных ролей EVs находятся в центре внимания биомедицинских исследований, так как имеют потенциал для улучшения методов диагностики и лечения заболеваний. Основная проблема — точная идентификация молекулярного содержимого EVs и их характеристика, учитывая их высокую гетерогенность.
Исследователи из Университета Пенсильвании разработали новую платформу — бескапельный двойной цифровой анализ (droplet-free double digital assay). Она позволяет не только профилировать отдельные EVs, но и точно определять их молекулярное содержимое. Метод использует цифровой анализ, который количественно определяет содержимое по бинарной метрике (1 — наличие молекулы, 0 — её отсутствие). Работа опубликована в Advanced Science.
Методология:
- Изоляция: Индивидуальные EVs разделяли с помощью микролуночного подхода.
- Захват и усиление: Отдельные молекулы внутри EVs захватывали и усиливали сигнал для ясности.
- Определение: Уровни экспрессии ключевых биомаркеров EVs определяли с высокой точностью с помощью флуоресценции.
Тестирование и результаты:
- Метод сначала протестировали на EVs из образцов раковой ткани, охарактеризовав экспрессию рецептора эпидермального фактора роста (EGFR).
- Затем метод использовали для определения количества белка программируемой смерти-лиганда 1 (PD-L1) в линиях клеток меланомы. Результаты продемонстрировали точность и чувствительность системы в обнаружении груза EVs.
Значение PD-L1: Этот белок играет ключевую роль в регуляции иммунной системы, подавляя иммунный ответ. Во многих раковых клетках его экспрессия повышена, что позволяет опухоли "скрываться" от иммунной системы.
Перспективы: Успешное тестирование технологии для детекции PD-L1 указывает на перспективу лучших биомаркеров для мониторинга поведения опухоли, её роста и ответа на терапию. Разработка сверхчувствительных инструментов для точного измерения клинически важных биомаркеров открывает двери в новую эру биомедицинских исследований.
Руководитель исследования: Джина Ко, доцент кафедры патологии и лабораторной медицины Медицинской школы Перельмана и кафедры биоинженерии Школы инженерии и прикладных наук. Первый автор: Дэвид Рейнольдс, кандидат наук на кафедре биоинженерии.