Nová technika označování senescentních buněk

Pokud jde o léčbu nemocí, jednou slibnou cestou je řešení přítomnosti senescentních buněk. Tyto buňky – také známé jako „zombie buňky“ – se přestanou dělit, ale neodumírají, jak to buňky obvykle dělají. Objevují se u řady nemocí, včetně rakoviny a Alzheimerovy choroby, a v procesu stárnutí. Zatímco potenciální léčba je zaměřena na odstranění nebo opravu buněk, jednou překážkou bylo najít způsob, jak je identifikovat mezi zdravými buňkami v živé tkáni.

V deníku Stárnoucí buňkaVýzkumníci z Mayo Clinic hlásí, že našli novou techniku ​​označování senescentních buněk. Tým použil molekuly známé jako „aptamery“ – malé segmenty syntetické DNA, které se skládají do trojrozměrných tvarů. Aptamery mají schopnost vázat se na proteiny na povrchu buněk. V myších buňkách tým našel několik vzácných aptamerů, identifikovaných z více než 100 bilionů náhodných sekvencí DNA, které se mohou zachytit na specifické proteiny buněčného povrchu a označit senescentní buňky.

Tento přístup stanovil princip, že aptamery jsou technologií, kterou lze použít k rozlišení senescentních buněk od zdravých. Ačkoli je tato studie prvním krokem, výsledky naznačují, že by se tento přístup mohl nakonec aplikovat na lidské buňky.“

Jim Maher, III, Ph.D., biochemik a molekulární biolog, hlavním řešitelem studie

Od svérázného nápadu ke spolupráci

Projekt začal svérázným nápadem postgraduálního studenta Mayo Clinic, který měl náhodný rozhovor se spolužákem.

Keenan Pearson, Ph.D. – který nedávno získal titul na Mayo Clinic Graduate School of Biomedical Sciences – pracoval pod vedením Dr. Mahera a studoval, jak by aptamery mohly řešit neurodegenerativní onemocnění nebo rakovinu mozku.

O několik pater dál Sarah Jachim, Ph.D., – která tehdy také prováděla svůj postgraduální výzkum – pracovala v laboratoři výzkumníka Nathana LeBrasseura, Ph.D., který studuje senescentní buňky a stárnutí.

Na vědecké akci si oba náhodou popovídali o svých projektech absolventské práce. Dr. Pearson si myslel, že technologie aptamerů by mohla být schopna identifikovat senescentní buňky. „Myslel jsem, že je to dobrý nápad, ale nevěděl jsem o procesu přípravy senescentních buněk k jejich testování, a to byla odbornost Sarah,“ říká Dr. Pearson, který se stal hlavním autorem publikace.

Nápad předložili svým mentorům a výzkumníkovi Darrenu Bakerovi, Ph.D., který zkoumá terapie k léčbě senescentních buněk. Dr. Maher uznává, že zpočátku se nápad studentů zdál „šílený“, ale stojí za to se jím zabývat. Tři mentoři byli plánem nadšeni. „Upřímně se nám líbilo, že to byl nápad studentů a skutečná synergie dvou výzkumných oblastí,“ říká Dr. Maher.

Studenti získali přesvědčivé výsledky dříve, než očekávali, a rychle získali další studentské účastníky z laboratoří. Tehdejší postgraduální studenti Brandon Wilbanks, Ph.D., Luis Prieto, Ph.D., a MD-Ph.D. studentka Caroline Doherty, každá přispěla dalšími přístupy, včetně speciálních mikroskopických technik a rozmanitějších vzorků tkání. „Bylo povzbudivé vynaložit více úsilí,“ říká Dr. Jachim, „protože jsme mohli říci, že to byl projekt, který bude úspěšný.“

Identifikace atributů senescentních buněk

Studie poskytla nové informace o senescentních buňkách mimo způsob, jak je označit. „K dnešnímu dni neexistují univerzální markery, které by charakterizovaly senescentní buňky,“ říká Dr. Maher. „Naše studie byla nastavena tak, aby byla otevřená o cílových povrchových molekulách na senescentních buňkách. Krása tohoto přístupu spočívá v tom, že necháme aptamery vybrat si molekuly, na které se mají navázat.“

Studie nalezla několik aptamerů zachycených na variantě specifické molekuly na povrchu myších buněk, bílkovině zvané fibronektin. Role této varianty fibronektinu při stárnutí není dosud známa. Toto zjištění znamená, že aptamery mohou být nástrojem pro další definování jedinečných charakteristik senescentních buněk.

K nalezení aptamerů, které mohou identifikovat senescentní buňky u lidí, budou nutné další studie. Aptamery se schopností zachytit se na senescentních buňkách by mohly potenciálně dodat terapii přímo těmto buňkám. Dr. Pearson poznamenává, že technologie aptamerů je levnější a všestrannější než běžné protilátky, proteiny, které se obvykle používají k vzájemnému odlišení buněk.

„Tento projekt ukázal nový koncept,“ říká Dr. Maher. „Budoucí studie mohou rozšířit přístup k aplikacím souvisejícím se senescentními buňkami u lidských onemocnění.“