Vědci používají elektrická pole k identifikaci věkových buněk

Vědci z Tokio Metropolitan University vytvořili nový způsob, jak vyprávět „stárnuté“ lidské buňky, kromě mladších pomocí elektrických polí. Zatímco pro tyto „senescentní“ buňky byly nalezeny klíčové markery, současné metody vyžadují biochemické „štítky“, které je obtížné aplikovat a ovlivňovat samotné buňky, což je obtížné studovat. Nová metoda je bez štítků a méně škodlivá. Cílem týmu je diverzifikovat metodu a rozšířit ji na jiné typy buněk.

Stárnutí začíná na buněčné úrovni. Jak stárneme, stárnou nebo „senescentní“ buňky se hromadí v našem těle. Tyto buňky nejen ztratily velkou část své původní funkce, ale i nadále emitují sloučeniny, které spouštějí zánět. Roste řada důkazů o tom, jak hrají roli v podmínkách souvisejících s věkem, jako je arteriální kalení, Alzheimerova choroba a diabetes 2. typu.

Aby vědci pochopili a léčili taková onemocnění, musí se vyrovnat s tím, jak senescentní buňky ovlivňují naši fyziologii. Přirozeně to začíná identifikací, která z našich buněk je senescentní a které ne. Bohužel, existující metody se spoléhají na selektivní „značení“, např. Připevnění fluorescenční molekuly na specifické sloučeniny, o nichž je známo, že jsou přítomny ve starých buňkách. Nejen, že je tento časově náročný a složitý, ale samotný proces může změnit vlastnosti toho, co vědci chtějí studovat.

Aby se tento problém obešel, tým vedený asistentem profesora Ippei Yagi z Tokio Metropolitan University přišel s úplně odlišným přístupem k identifikaci senescentních buněk. Místo chemických štítků dali buňky do střídavého elektrického pole. To způsobuje mírné přeskupení náboje, kde je jeden konec buňky pozitivněji nabitý než druhý. Pokud elektrické pole není v prostoru jednotné, buňka migruje; V případě střídavého pole buňka putuje dozadu a vpřed mezi elektrodami. Když se mění frekvence pole, pohyb buňky se významně mění s hodnotou známou jako mezní frekvence. Cílem metody, známá jako dielektroforéza modulovaná kmitočtem modulovaná (FM-DEP), je charakterizovat typ buněk měřením této hodnoty.

Tým zaměřil své úsilí na lidské dermální fibroblasty, důležitou součást pojivové tkáně v kůži. Když testovali senescentní buňky proti mladším, zjistili, že v jejich mezních frekvencích došlo k výraznému rozdílu. Tyto změny vycházejí ze změn molekul mastných (lipidů), které tvoří membránu buněk. Důležité je, že FM-dep je rychlý, snadno se aplikuje a bez štítků.

Nová metoda není jen vhodným nástrojem pro výzkum stárnutí, ale může vidět aplikaci na regenerativní medicínu a screening léčiv. Tým doufá, že použije FM-dep i na jiné typy buněk, jako všestranný nový přístup k identifikaci buněk.

Tato práce byla podporována čísly grantů JSPS Kakenhi JP23K28453 a JP23KK0260.