Визуализация гибели клеток с помощью света: новый флуоресцентный репортёр позволяет наблюдать апоптоз в режиме реального времени

от

Клетки в нашем организме запрограммированы на гибель через определённый промежуток времени — это естественный процесс, известный как апоптоз. Он необходим для поддержания баланса в организме. Если старые или повреждённые клетки не устраняются должным образом, это может привести к таким заболеваниям, как рак, сердечно-сосудистые нарушения и деменция. Поэтому точное наблюдение за тем, когда и как клетки погибают, стало важным инструментом в науках о жизни и медицине, особенно для ранней диагностики заболеваний и оценки эффективности лечения.

Группа исследователей под руководством доктора Сун-Ук Ким из Центра будущих ресурсов для животных Корейского научно-исследовательского института биотехнологии (KRIBB) успешно разработала новую технологию флуоресцентного репортёра, которая позволяет визуализировать апоптоз внутри живых клеток в режиме реального времени. Преодолевая ограничения традиционных методов обнаружения апоптоза, эта прорывная технология, как ожидается, откроет новые возможности для открытия лекарств и биомедицинских исследований.

Исследование [опубликовано](https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S2090123225004795) в журнале Journal of Advanced Research.

До настоящего времени для обнаружения апоптоза использовались такие методы, как:

* микроскопические наблюдения;
* генетический анализ;
* традиционные флуоресцентные белковые репортёры.

Однако эти методы часто связаны со сложной подготовкой образцов, дополнительными этапами окрашивания и проблемами с точностью.

Команда KRIBB сосредоточилась на каспазе-3 — ключевом ферменте, который выполняет роль «последнего палача» апоптоза. Каспаза-3 избирательно расщепляет короткую аминокислотную последовательность, известную как DEVDG. Точное встраивание этой последовательности в структуру зелёного флуоресцентного белка (GFP) позволило учёным создать биосенсор, который теряет флуоресценцию в момент наступления апоптоза. Этот механизм «выключения флуоресценции» позволяет обнаруживать апоптоз в режиме реального времени и с высокой чувствительностью.

Среди разработанных на сегодняшний день репортёров на основе GFP система KRIBB выделяется упрощённым принципом работы и компактной конструкцией, что значительно повышает чувствительность и точность. Команда дополнительно подтвердила работоспособность сенсора, отслеживая апоптоз в реальном времени в различных экспериментальных условиях, включая воздействие токсичных веществ и противоопухолевых препаратов.

Важно отметить, что новая технология применима не только к линиям раковых клеток, но и к широкому спектру моделей клеток животных, что делает её мощным инструментом для оценки цитотоксичности, вызванной лекарствами, и проверки терапевтической эффективности.

В будущем ожидается, что флуоресцентный репортёр апоптоза внесёт значительный вклад в исследования болезни Альцгеймера, сердечно-сосудистых заболеваний и рака, все из которых тесно связаны с запрограммированной гибелью клеток.

Доктор Ким, возглавлявший исследование, подчеркнул: «Наш недавно разработанный сенсор позволяет отслеживать апоптоз с большей чувствительностью и простотой, чем существующие методы. Мы ожидаем, что он ускорит оценку новых кандидатов в лекарства, таких как противоопухолевые средства, и послужит мощным инструментом в исследованиях нейродегенеративных заболеваний, где гибель клеток играет ключевую роль».

Предоставлено Национальным советом по науке и технологиям.

Источник

Другие новости по теме

Другие новости на сайте