Подпишись на нас в соц. сетях!


Новое открытие: как врачи будут исследовать митохондрии и почему это важно



Исследователи из Сеченовского университета совместно с коллегами из Ирландии разработали новый метод изучения поляризации митохондрий в живых клетках и тканях. Он хорошо дополняет существующие подходы и позволяет оценивать состояние митохондрий, изучать клетки в тканях и органов.

Клетки

Зачем это надо?


Митохондрии играют важную роль в жизни клетки, снабжая ее энергией, участвуя в регулировании клеточного цикла и процессах программируемой клеточной смерти. Однако возможности ученых по наблюдению за количественными изменениями в митохондриях все еще довольно ограничены. Один из методов, позволяющих глубже взглянуть на функцию митохондрий, – это визуализация времени жизни флуоресценции, или флуоресцентная время-разрешенная микроскопия (Fluorescence Lifetime Imaging Microscopy, FLIM). Этот метод использует тот факт, что продолжительность свечения флуоресцентных красителей, молекулярных проб, белков и наночастиц зависит от их микроокружения, полярности среды, температуры и прочих факторов. Современные FLIM-микроскопы позволяют оценивать длительность свечения с точностью до долей наносекунд, и получать двух- и трехмерные изображения живых тканей, клеток или моделей органов. Метод уже активно используется в изучении снабжения кислородом тканей и клеток, изменений кислотности и окислительно-восстановительного баланса внутри клетки.

Клетки под наблюдением

Неожиданно работа ученых получила новое, гораздо более интересное направление. Обнаружилось, что по продолжительности флуоресценции можно отслеживать поляризацию митохондрий (изменение заряда их мембраны), что позволяет точнее различать типы клеток, наблюдать за работой митохондрий и содержанием кислорода в клетке. Так, с помощью FLIM ученые показали, как заряд мембраны повышается на границе между G1 и S фазами клеточного цикла – в тот момент, когда клетка «решает», делиться ей или нет. Нарушение клеточного цикла напрямую связано со снижением способности ткани обновляться (старением), а также делением опухолевых клеток.
Стволовые клетки

В чем польза метода?

Возможности FLIM значительно возрастают, если перейти к более сложным, трехмерным моделям тканей, например, «органоидной» культуре тонкого кишечника. Такой «мини-кишечник» представляет собой многоклеточную структуру с полным набором всех типов клеток эпителия кишечника (включая стволовые, энтероциты, клетки Панета, энтероэндокринные и другие типы). Органоидная культура позволяет изучать развитие и функционирование кишечника, его взаимодействие с микрофлорой, лекарствами и другими веществами и может применяться в исследованиях диабета, колита и раковых заболеваний.

Авторы обнаружили, что метод FLIM превосходно подходит для анализа органоидной тканевой культуры и дополняет уже существующие подходы по обнаружению стволовых клеток и оценке их способности к делению. Так, в режиме FLIM на основе поляризации митохондрий и фазы их клеточного цикла ученые выявили разные субпопуляции стволовых клеток внутри стволовой ниши. В то же время анализ живых трехмерных объектов с помощью метода 3D-FLIM требует улучшенных алгоритмов по обработке данных и более требователен к выбору микроскопа.

Описанный подход открывает новые перспективы в развитии технологий культивирования стволовых клеток и оценке их качества, стимулирует развитие тканеинженерных подходов и методов микроскопии (применительно к другим моделям органов и тканей, полученных in vitro), а также будет полезен в фундаментальных исследованиях стволовых клеток.

Читайте также наш материал по ссылке о том, как искусственные нейроны помогут в лечении болезней мозга. 


Наши рассылки
 

Актуальные статьи

Сорокалетний ренессанс: почему 40 лет — это новые 25 для современного мужчины
Для поколения наших отцов 40 лет — это был рубеж, за которым начиналась степенная, предсказуемая жизнь. Но сегодня этот возраст переживает настоящий ренессанс. Сорокалетие для современного мужчины — это не закат, а самый яркий, осознанный и энергичный рассвет.
2 часа назад
Как кожа «мстит» за загар: что запускает появление пигментных пятен
Что это за процесс — пигментация кожи? Почему появляются пятна, чем мелазма отличается от веснушек и какие методы борьбы работают без риска? На эти и другие вопросы отвечает врач.
4 часа назад
Послеродовая депрессия: почему у кого-то она есть, а у кого-то нет?
Послеродовая депрессия — одно из тех состояний, о которых все чаще говорят открыто, но до сих пор остается множество вопросов. Почему одни женщины после родов сталкиваются с тяжелой апатией, чувством вины и тревогой, а другие, несмотря на бессонные ночи и колоссальную нагрузку, сохраняют эмоциональный баланс?
сегодня
Осенний авитаминоз и глаза: какие витамины нужны для сохранения зрения в межсезонье
Зрение во многом зависит не только от того, сколько времени мы проводим перед экраном, но и от того, чем мы «кормим» глаза. Разбираем, что стоит добавить в осенний рацион, а в каких случаях без консультации специалиста лучше не начинать прием добавок.
сегодня
Три мамы за одну неделю: Натали Портман, Лиза Моряк и Наталья Водянова
В начале сентября случился настоящий звездный бэби-бум. Почти одновременно мамами стали актриса Натали Портман, российская актриса Лиза Моряк и супермодель Наталья Водянова. Для одной это третий ребенок после долгого перерыва, для другой — долгожданный сын, а для третьей — уже шестой малыш в большой семье.
сегодня
Показать еще