Дослідники розробили революційний метод одночасного зображення ДНК і РНК у живих клітинах за допомогою нешкідливого інфрачервоного та ближнього інфрачервоного світла. Цей прорив, результат співпраці між Національним інститутом матеріалознавства (NIMS), Університетом Нагоя, Університетом Гіфу та Університетом Аделаїди, обіцяє революцію в ранній діагностиці захворювань і вивченні клітинного старіння. Результати, опубліковані в журналі Science Advances, долають основні обмеження існуючих методів візуалізації клітин.
Проблеми з існуючими методами
Традиційна візуалізація клітин має труднощі з точним відстеженням найраніших стадій пошкодження клітин, які передують старінню або хворобі. Сучасні методи часто покладаються на ультрафіолетове та видиме (УФ) випромінювання, яке може пошкодити клітини та спотворити результати. Вони також недостатньо чутливі, щоб розрізнити тонкі зміни в стані клітин, що призводить до пізньої діагностики та неповного розуміння ефектів лікування. Був терміново потрібен універсальний нетоксичний підхід до візуалізації.
Прорив за допомогою подвійного світла
Дослідницька група досягла одночасної візуалізації ДНК і РНК за допомогою двох різних типів нешкідливого збуджуючого світла. Вони поєднали це зі спеціально розробленими флуоресцентними барвниками (N-гетероаценовими барвниками), які вибірково зв’язуються з ДНК і РНК. Цей підхід до подвійної візуалізації дає безпрецедентне розуміння здоров’я клітин.
Основні результати включають:
- Підвищена чутливість: Візуалізація РНК виявилася більш ефективною для прогнозування раннього пошкодження клітин і старіння, ніж традиційні методи.
- Комплексний моніторинг: Метод точно виявляє всі чотири стадії загибелі клітин, надаючи повну картину долі клітин.
- Нетоксичний підхід: Використання інфрачервоного та ближнього інфрачервоного світла забезпечує мінімальну шкоду живим клітинам, що робить його ідеальним для тривалого моніторингу.
Наслідки для діагностики та розробки ліків
Цей новий метод долає обмеження існуючих систем візуалізації, дозволяючи візуалізувати зміни стану однієї клітини в реальному часі. Здатність відстежувати тонкі зміни в ДНК і РНК дозволяє виявити пошкодження клітин на дуже ранній стадії, потенційно за роки до появи симптомів.
Сфери застосування включають:
- Нетоксична діагностика живих клітин: Відстежуйте стан клітин, не завдаючи шкоди зразку.
- Високопродуктивний скринінг ліків: Швидко оцінюйте ефективність нових методів лікування.
- Індивідуальна медицина: Вибір лікування на основі індивідуальних клітинних реакцій.
Погляд у майбутнє: виявлення «передхвороб»
Дослідницька група планує поширити цей метод на живі організми, щоб розробити методи раннього виявлення захворювань і стратегії точної медицини. Зрештою, вони сподіваються розробити технології, які зможуть виявляти стан «передхвороби» — момент, коли зміщення клітин вказує на неминуче погіршення здоров’я.
«Цей підхід може дозволити нам втрутитися до того, як станеться незворотна шкода, потенційно запобігаючи прогресуванню захворювання». — провідний науковий співробітник
Цей прорив є значним кроком до проактивної охорони здоров’я, де ранній клітинний моніторинг спрямовує профілактичні втручання. Візуалізуючи найперші ознаки клітинного стресу, цей метод обіцяє змінити спосіб виявлення та лікування захворювань.
