Ученые Массачусетского технологического института (МТI) разработали метод обнаружения сенесцентных клеток — так называемых «клеток-зомби» — без их разрушения. В основе метода лежит рамановская микроскопия в сочетании с пространственным РНК-секвенированием; результаты опубликованы в журнале Nature Aging.
Сенесцентные клетки перестают делиться, но не отмирают: они накапливаются в тканях с возрастом и могут провоцировать воспаление, дегенерацию тканей, остеоартрит и диабет 2-го типа. До сих пор их надежно выявляли лишь с помощью методов, которые клетку уничтожают. Рамановская микроскопия, напротив, позволяет определить химический состав клетки, не повреждая ее: на образец направляют ближний инфракрасный или видимый свет и анализируют характер его рассеяния.
Совмещая рамановскую микроскопию с пространственным РНК-секвенированием — технологией, которая показывает, какие гены активны в конкретных участках ткани, — команда исследовала кожу и легочную ткань мышей в возрасте двух и 26 месяцев. Наиболее выраженным изменением в обоих типах тканей оказалось усиление синтеза липидов и их накопление в старых клетках. В стареющих клетках кожи были существенно затронуты пути, связанные с сокращением мышц и ремоделированием коллагена, а в легочной ткани — гены иммунной активации и воспаления.
На основе этих данных ученые выделили комбинации рамановских пиков — характерных сигналов, соответствующих определенным химическим связям в липидах, белках и других молекулах, — которые устойчиво коррелируют с сенесценцией.
Объединив наиболее важные рамановские признаки с ключевыми генными сигнатурами, мы смогли создать штрихкод, позволяющий идентифицировать стареющие клетки более объективным способом.
Сейчас команда работает над ускоренной версией системы: на анализ одного квадратного миллиметра ткани пока уходит около 30 часов. Исследователи хотят сократить это время для работы с крупными образцами. В перспективе метод может лечь в основу диагностического эндоскопа, способного выявлять сенесцентные клетки прямо внутри организма. Исследование проводилось на мышиных клетках; адаптация для тканей человека продолжается.
Ранее Наука Mail рассказывала, что клетки одного хронологического возраста стареют с разной скоростью.