Биосенсор для обнаружения клеток-киллеров

Итальянские исследователи разработали биосенсор для идентификации противораковых иммунных клеток. Новое устройство позволяет не только выявить одну активную клетку из тысячи, но также выделить её и воспроизвести целую клеточную линию.

Учёным давно известно, что иммунная система человека умеет распознавать и уничтожать так называемые предраковые клетки, готовые дать начало злокачественной опухоли. Однако обнаружить иммунные клетки, обеспечивающие этот защитный механизм, а также изучить или даже имитировать их действие, до последнего момента казалось невыполнимой задачей: предраковые клетки или уничтожаются, или перерождаются в раковые, и выявить поражающие их иммунные клетки практически невозможно.

Разработанный итальянскими исследователями микрофлюидный биосенсор позволяет поймать отдельные лимфоциты вместе с опухолевыми клетками, что делает возможным отобрать наиболее мощные клетки-киллеры из довольно большого объёма.

Инициатором проекта Cell On CHIp bioSEnsor (COCHISE) является специалист в области микропроцессорных систем Роберто Гериери (Roberto Guerrieri) из Университета Болоньи, Италия. Аргументируя выбор темы для исследования, он отмечает, что иммунологи до сих пор не располагают эффективным методом идентификации и изолирования этих столь редких иммунных клеток – лимфоцитов, обладающих противоопухолевой активностью. Лишь одна из 1000 клеток иммунной системы обладает такими свойствами.

Совместно с коллегами они разработали микрожидкостный биочип с матрицей из 1536 микролунок. В каждой лунке силой электрического поля удерживаются вместе флуоресцентно помеченная раковая клетка и меченая иммунная клетка. Сканирование матрицы в автоматизированном режиме позволяет выявить лунки, в которых раковые клетки прекратили свечение, что указывает на максимальную противораковую активность лимфоцита в данной лунке.

Лимфоциты, одержавшие победу над опухолевыми клетками, учёные отобрали и передали иммунологам для размножения и изучения. Исследование непосредственно активной клетки позволяет добыть больше полезной информации о взаимосвязи между генетическими особенностями именно этих лимфоцитов и экспрессией ими сигнальных молекул – цитокинов. Эти знания помогут выявить генетические механизмы, обеспечивающие антираковую активность клеток, а также поспособствуют совершенствованию препаратов для борьбы с раком.

Гериери с коллегами также планируют воспроизвести целые клеточные линии из единичных особо активных лимфоцитов. Учёных интересует вопрос, сохранят ли дочерние клетки в полном объёме свои антираковые свойства. Если их идея подтвердится, такой подход сможет найти применение в разработке противораковых вакцин на основе собственных лимфоцитов пациента.

Идея такого сенсора сама по себе не нова – подобные системы предложены и другими учёными, но ни одна из них не является такой же удобной в использовании, как COCHISE. В отличие от других устройств, биосенсор Гериери позволяет доставлять клетки прямо в чип, а также манипулировать ими.

Несмотря на многообещающие перспективы такой технологии, она не лишена и слабых сторон. Рак – сложное и комплексное заболевание, а биология раковых клеток, извлечённых из их микроокружения, отличается от поведения клеток внутри организма. Таким образом, изучение взаимодействия клеток вне свойственной им микросреды должно вызывать настороженность.

И всё же технология COCHISE открывает большие перспективы для иммунологов и специалистов в области клеточной биологии. Её главное преимущество – возможность получить подробные ответы на вопросы о взаимодействии между клетками, чего очень трудно добиться с помощью традиционных методов. Если биосенсор Гериери получит распространение, он сможет стать очень важным инструментом не только в исследовании рака, но и во многих других отраслях, включая генную терапию и даже технологию получения биотоплива с помощью микроводорослей.

Тем временем свой микрожидкостный чип для диагностики заболеваний представили специалисты из швейцарского подразделения IBM и Базельского университета. Не отстают от них и исследователи из Калифорнийского университета, разработавшие микрожидкостный чип для одновременного выполнения более тысячи химических реакций, что делает его прекрасным прибором для ускоренного поиска лекарственных молекул.

Руслан Кушнир, Портал «Вечная молодость» www.vechnayamolodost.ru