Американски ученые разработали способ находить стареющие клетки в тканях без их разрушения. Метод сочетает рамановскую микроскопию и анализ активности генов, а полученные данные позволяют создать своеобразный «штрихкод» для клеток, которые вошли в состояние старения.
Сенесцентные клетки иногда называют «клетками-зомби». Они перестают делиться, но не погибают и могут накапливаться в организме с возрастом. Такие клетки связаны с воспалением, разрушением тканей и рядом возрастных заболеваний, включая некоторые виды рака, остеоартрит и диабет 2-го типа. При этом старение клеток не всегда вредно: оно участвует, например, в развитии эмбриона и восстановлении тканей.
Сейчас для выявления сенесцентных клеток используют несколько биомаркеров. Однако анализ этих маркеров требует процедуры, которая в итоге уничтожает исследуемые клетки. Команда ученых искала способ получить информацию о состоянии клетки, не повреждая ее.
Для этого исследователи использовали рамановскую микроскопию. Она позволяет изучать химический состав клеток по тому, как их молекулы рассеивают свет. Затем эти данные сопоставили с результатами анализа активности генов отдельных клеток и пространственного расположения этой активности в ткани.
Исследователи изучили кожу и легкие двух групп мышей — двухмесячных и 26-месячных. Одним из заметных изменений в старых клетках стало увеличение синтеза и накопления липидов. При этом в разных тканях наблюдались и свои особенности: в коже менялись процессы, связанные с коллагеном и межклеточным матриксом, а в легких повышалась активность генов, связанных с иммунным ответом и воспалением.
Объединив наиболее характерные особенности рамановского сигнала и генетические признаки, ученые получили набор показателей, который назвали «штрихкодом» сенесцентных клеток. В перспективе такой подход может помочь находить их непосредственно в тканях и изучать связь клеточного старения с заболеваниями.
Пока метод работает на уровне исследований мышиных клеток. Ученые уже занимаются его адаптацией для человеческих тканей. Сейчас анализ одного квадратного миллиметра ткани занимает около 30 часов, поэтому команда также разрабатывает более быструю систему рамановской визуализации.
В будущем ученые допускают создание эндоскопа, который сможет обнаруживать признаки клеточного старения непосредственно внутри организма. Однако это пока направление дальнейших исследований, а не готовая медицинская технология.
Читайте также:
В ЮФУ разработали систему для детальной съемки хромосферы Солнца