Исследователи из Технического университета Мюнхена и Мюнхенского центра Гельмгольца разработали метод, который позволяет изучать активность генов в живых клетках без их разрушения. До сих пор для так называемого транскриптомного анализа клетки приходилось фактически уничтожать, чтобы извлечь молекулы РНК и определить, какие гены были активны на момент вмешательства. Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.
Новая технология меняет сам подход к клеточной биологии: теперь ученые смогут многократно наблюдать за одной и той же клеткой в течение длительного времени. Это особенно важно для исследований стволовых клеток, тестирования лекарств и разработки персонализированной медицины.
Генетический «пульс» клетки — без вскрытия
Метод NTVE (Non-destructive Transcriptomics via Vesicular Export) основан на бережном извлечении небольших количеств генетического материала, не нарушающем жизнеспособность клетки. Благодаря этому исследователи получают динамическую картину происходящего внутри клетки, а не единичный «снимок» перед ее гибелью.
По сути, биологи впервые приблизились к непрерывному мониторингу клеточных процессов — примерно так же, как кардиограмма отслеживает работу сердца в реальном времени.
Авторы считают, что технология поможет безопаснее выращивать клетки для трансплантации и быстрее выявлять нежелательные изменения при создании новых препаратов.
Значение для медицины будущего
Сегодня многие клеточные терапии, включая перспективные методы регенерации тканей, требуют постоянного контроля качества клеток. Однако классический анализ уничтожал исследуемый материал, из-за чего ученым приходилось работать «вслепую».
Новая система может существенно снизить риск ошибок. Например, исследователи смогут отслеживать, не начинают ли стволовые клетки неожиданно превращаться в потенциально опасные формы.
Технология NTVE также может оказаться полезной для развития методов редактирования генома, включая CRISPR gene editing. Сегодня CRISPR уже применяется в экспериментальной терапии некоторых наследственных заболеваний и онкологии.
Интересные факты
В организме взрослого человека около 3.7*1013 клеток, и каждая ежесекундно регулирует активность тысяч генов. Современные методы анализа РНК обычно требуют полного разрушения клеточной мембраны.
В последние годы ученые все чаще пытаются перейти от «статической» биологии к наблюдению за живыми клетками в реальном времени. По оценкам исследователей, развитие подобных технологий может ускорить создание персонализированных лекарств и искусственных тканей.
Наш новый метод также позволяет генетически подготавливать клетки к имплантации в ткани. Кроме того, он потенциально может быть использован для долгосрочного анализа органоидов, а также для исследований опухолей и их межклеточных связей.
Недавно мы рассказали о том, как клеточные «таймеры» лягут в основу будущих лекарств от рака и фиброза.
