Исследователи из Института науки о свете Общества Макса Планка разработали новый способ изучения поверхности человеческих клеток, который может стать основой для будущих методов диагностики рака и других заболеваний, пишет EurekAlert.
В центре исследования оказался гликокаликс — тонкий сахарный слой, покрывающий каждую клетку человеческого организма. Этот слой выполняет сразу несколько функций: взаимодействует с окружающей средой, участвует в иммунных процессах и отражает внутреннее состояние клетки. Ученые выяснили, что расположение сахарных структур на поверхности клетки постоянно меняется и напрямую связано с ее физиологическим состоянием.
Для исследования специалисты использовали новую технологию под названием Glycan Atlasing («гликановое картирование»). С помощью сверхвысокоточной микроскопии ученым удалось впервые создать детальную карту расположения сахарных структур на поверхности различных клеток — от клеточных культур до человеческих тканей и клеток крови.
Авторы работы обнаружили, что при изменении состояния клетки меняется и пространственная организация гликокаликса. Например, у иммунных клеток после активации, как это происходит во время иммунного ответа, сахарные структуры располагались иначе. По словам исследователей, это стало первым прямым доказательством того, что поверхность клетки фактически служит своеобразным «экраном», отображающим информацию о происходящих внутри процессах.
Полученные данные позволили ученым различать разные клеточные состояния на нанометровом уровне. Метод помог отличать активированные иммунные клетки от неактивированных, определять различные стадии развития рака, а также разделять опухолевые и здоровые участки ткани молочной железы человека.
Руководитель исследования профессор Леонард Мёкль отметил, что новая технология демонстрирует высокую точность даже при работе со сложными биологическими образцами. По его словам, это открывает перспективы для создания стандартизированных диагностических методов нового поколения.
На следующем этапе ученые планируют автоматизировать систему и расширить количество исследуемых образцов. Исследователи надеются, что в будущем технология позволит заранее определять развитие заболеваний, отслеживать реакцию организма на терапию и выявлять патологические изменения еще на ранних стадиях.
Результаты работы опубликованы в журнале Nature Nanotechnology.