Новая технология регистрирует межклеточную коммуникацию в реальном времени
Исследователи из Школы стоматологической медицины Университета Коннектикута открыли технологию, которая в реальном времени регистрирует клеточную коммуникацию. Это позволяет детальнее изучить динамику секреции клеток и лучше понять, как клетки восстанавливают ткани.
В исследовании, опубликованном в Proceedings of the National Academy of Sciences, доцент Кшитиз Гупта и постдок Яшир Сухайл из Департамента биомедицинской инженерии представили прорывную технологическую платформу.
Впервые учёные могут регистрировать коммуникацию клеток в реальном времени, что открывает новые возможности для развития клеточной терапии и других областей клеточной биологии.
Клетки, как и люди, постоянно общаются друг с другом. Если люди обмениваются словами, то клетки посылают и получают сообщения, секретируя белки и меняя своё поведение соответственно. Текущие технологии позволяли получать лишь общие «снимки» этих белковых секреций.
«Это похоже на обнаружение произнесённых слов в предложении, но без понимания их расстановки, интонации и тона сообщения», — говорит Кшитиз.
Используя комбинацию микрофлюидики и компьютерного моделирования, исследователи создали платформу для детальной регистрации клеточных сообщений, раскрывая точные способы организации «слов» и сообщений в этих межклеточных «разговорах».
В исследовании, финансируемом Американской кардиологической ассоциацией и Национальным институтом рака, команда изучала мезенхимальные стволовые клетки костного мозга, которые можно использовать для лечения инфаркта миокарда. С помощью платформы исследователи зарегистрировали белки, секретируемые этими стволовыми клетками, и то, как эти секреции менялись со временем.
Эта информация была использована для создания белкового коктейля, что привело ко второму открытию — возможности помочь при травме без использования самих стволовых клеток. Поскольку исследователи детально записали «разговоры» стволовых клеток, они смогли скопировать их точное поведение.
Исследователи обнаружили, что стволовые клетки достаточно гибки, чтобы менять своё поведение в зависимости от типа травмы. Эти клетки действуют как «добрые самаритяне» только тогда, когда видят повреждённую ткань.
Эта информация позволила создать «бесклеточную» терапию, копируя то, что делают стволовые клетки при обнаружении повреждения ткани, и создав новый белковый коктейль, способствующий восстановлению сердечной ткани. Это открытие может потенциально снизить многие осложнения, связанные с трансплантацией стволовых клеток в будущем.
«Результаты решают фундаментальную проблему, затрагивающую системную биологию: измерение того, как клетки общаются друг с другом, — говорит Сухайл. — Эта платформа откроет новые направления исследований, предоставив уникальный способ детекции клеточной коммуникации на более глубоком уровне, чем это возможно сегодня».