Исследователи используют электрические поля для идентификации старых клеток

Фото из открытых источников

Исследователи из Токийского столичного университета создали новый способ отличить «старые» клетки человека от молодых с помощью электрических полей. Хотя для этих «стареющих» клеток были найдены ключевые маркеры, современные методы требуют биохимических «меток», которые трудно применять и которые влияют на сами клетки, что затрудняет их изучение. Новый метод не требует меток и менее повреждающий. Команда стремится разнообразить метод, распространив его на другие типы клеток.

Старение начинается на клеточном уровне. По мере того, как мы становимся старше, в нашем организме накапливаются старые или «стареющие» клетки. Эти клетки не только утратили большую часть своей первоначальной функции, но и продолжают выделять соединения, которые вызывают воспаление. Появляется все больше доказательств того, как они играют роль в таких связанных со старением состояниях, как артериальное затвердение, болезнь Альцгеймера и диабет 2 типа.

Чтобы понять и лечить такие недуги, ученым необходимо разобраться с тем, как стареющие клетки влияют на нашу физиологию. Естественно, это начинается с определения того, какие из наших клеток стареют, а какие нет. К сожалению, существующие методы основаны на выборочной «маркировке», например, присоединении флуоресцентной молекулы к определенным соединениям, которые, как известно, присутствуют в старых клетках. Это не только отнимает много времени и является сложным, но и сам процесс может изменить свойства того, что ученые хотят изучить.

Чтобы обойти эту проблему, группа под руководством доцента Иппея Яги из Токийского столичного университета придумала совершенно иной подход к идентификации стареющих клеток. Вместо химических меток они помещают клетки под переменное электрическое поле. Это вызывает небольшую перестройку заряда, когда один конец клетки заряжен более положительно, чем другой. Когда электрическое поле неравномерно в пространстве, клетка мигрирует; в случае переменного поля клетка блуждает взад и вперед между электродами. При изменении частоты поля движение клетки значительно меняется на значении, известном как частота среза. Метод, известный как частотно-модулированный диэлектрофорез (FM-DEP), направлен на характеристику типа клетки путем измерения этого значения.

Команда сосредоточила свои усилия на человеческих дермальных фибробластах, важной части соединительной ткани кожи. Когда они протестировали стареющие клетки по сравнению с более молодыми, они обнаружили, что существует заметная разница в их частотах отсечки. Эти изменения происходят из-за изменений в жировых (липидных) молекулах, которые составляют мембрану клеток. Важно, что FM-DEP быстрый, простой в применении и не имеет маркировки.

Новый метод не только является удобным инструментом для исследования старения, но и может найти применение в регенеративной медицине и скрининге лекарств. Команда надеется применить FM-DEP и к другим типам клеток в качестве нового универсального подхода к идентификации клеток.