Клетки общаются друг с другом с помощью ряда различных механизмов. Некоторые из этих механизмов хорошо известны: например, у животных хищные угрозы могут стимулировать высвобождение норадреналина, гормона, который проходит через кровоток и запускает сердечные и мышечные клетки, чтобы вызвать реакцию «бей или беги».Гораздо менее известный способ клеточного транспорта — внеклеточные везикулы (EV).
Электромобили можно рассматривать как небольшие «куски» клетки, которые способны отщипывать и циркулировать по телу, доставляя посыльный груз в другие клетки. Эти мессенджеры становятся все более и более важными посредниками межклеточной коммуникации.В новом исследовании, опубликованном в Science Advances, исследователи из Университета Нагои разработали новое медицинское устройство, которое может эффективно улавливать эти электромобили и потенциально использовать их для выявления рака.
«Электромобили потенциально полезны в качестве клинических маркеров. Состав молекул, содержащихся в электромобиле, может служить диагностическим признаком некоторых заболеваний», — объясняет ведущий автор исследования Такао Ясуи. «Постоянной проблемой для врачей в любой области является поиск неинвазивного диагностического инструмента, который позволил бы им регулярно контролировать своих пациентов — например, простой анализ мочи».Было обнаружено, что среди многих молекул, содержащихся в EV, есть микроРНК, которые представляют собой короткие фрагменты рибонуклеиновой кислоты, которые играют различные роли в нормальной клеточной биологии.
Важно отметить, что присутствие определенных микроРНК в моче может служить сигналом для серьезных заболеваний, таких как рак мочевого пузыря и простаты. Хотя этот важный груз теоретически может помочь врачам в диагностике рака, все еще существует множество технологических препятствий, которые необходимо преодолеть. Одно из таких препятствий: найти реальный метод захвата электромобилей в достаточных количествах для их анализа в обычных клинических условиях.«Содержание ЭВ в моче чрезвычайно низкое, менее 0,01% от общего объема жидкости.
Это серьезное препятствие для их диагностической полезности», — отмечает Ясуи. «Наше решение заключалось в том, чтобы встроить нанопроволоки оксида цинка в специализированный полимер для создания материала, который, по нашему мнению, будет высокоэффективным при захвате этих пузырьков. Наши результаты показывают, что устройство действительно достаточно эффективно. Мы получили степень улавливания более 99%, превосходит ультрацентрифугирование, а также другие методы, которые в настоящее время используются в этой области ».
Чтобы проверить практичность своего устройства, исследовательская группа сравнила микроРНК ЭМ, выделенных от здоровых пациентов, с микроРНК, изолированными от пациентов, у которых уже был диагностирован рак мочевого пузыря, простаты и другие формы рака. Примечательно, что их метод требовал всего 1 миллилитра мочи — намного больше, чем типичный «осадок», предоставляемый во время обычного осмотра, и обнаружил значительно большее количество и различные типы микроРНК по сравнению со стандартным подходом ультрацентрифугирования.«Найти конкретный воспроизводимый маркер, который поможет подтвердить диагноз рака, сложно. Это особенно верно для микроРНК, которые представляют собой относительно новый класс маркеров в этой области», — объясняет соавтор Йошинобу Баба. «Иногда обнаружение только одной надежной микроРНК считается успехом.
Используя этот подход, мы были удивлены, обнаружив, что не одна, а целые комбинации микроРНК могут быть связаны с различными типами рака. Результаты, конечно, предварительные, но мы надеюсь, что наше устройство поможет заложить основу для более простых способов как можно раньше диагностировать опасные для жизни заболевания ».