Ученые из Института Фрэнсиса Крика и Имперского колледжа Лондона разработали новый метод изучения белков, выделяемых клетками, который может привести к разработке новых инструментов для отслеживания болезней, включая рак.

Биомаркеры — очень ценные инструменты, которые позволяют врачам изучать биологию и заболевания, например, диагностировать заболевание по образцу крови или ткани, предсказывать, будет ли лечение эффективным у человека, или видеть, какое количество лекарства достигает пораженных клеток.

Но найти эти биомаркеры сложно. Чтобы помочь диагностировать заболевание, ученым необходимо идентифицировать белки, которые вырабатываются больными или раковыми клетками, но не высвобождаются здоровыми клетками.

Vital Proteins, пептиды коллагена, без вкусовых добавок, 567 г (1,25 фунта)

В своем исследовании, опубликованном сегодня (25 октября) в Nature Communications , команда разработала новый метод, который идентифицирует белки, выделяемые клетками определенного типа, даже если эти клетки находятся в сложной среде с множеством других типов клеток.

«Когда у вас есть образец, содержащий различные клеточные линии, очень сложно идентифицировать белки, происходящие из конкретной линии. Конечно, в лаборатории мы можем проводить эксперименты только с одним типом клеток, однако эти условия не отражают что происходит в организме, где сложные взаимодействия между клетками могут повлиять на их поведение и, следовательно, на белки, которые они выделяют», — объясняет Бен Шуман, ведущий автор и руководитель группы в Crick and Imperial College London.

Новый метод основан на добавлении химических меток к молекулам сахара, которые добавляются к клеткам. В то время как все клетки поглощают сахар, исследователи генетически модифицируют тип клеток, который они хотят изучить, так что только этот тип добавляет сахар к своим белкам. Когда клетки производят эти белки, они остаются помеченными химической меткой, что означает, что исследователи могут их идентифицировать.

В этом методе используется биоортогональная или «щелчковая» химия, за которую в этом году была присуждена Нобелевская премия по химии. Одна из лауреатов премии, Карболин Бертоцци из Стэнфордского университета, является соавтором этого исследования. Химическая метка выбирается таким образом, чтобы она «сцеплялась» с другой молекулой, что помогает исследователям выделять нужные белки или добавлять к ним флуоресцентную метку.

Исследователи продемонстрировали, что их метод, называемый биоортогональной клеточной специфической маркировкой гликопротеинов (BOCTAG), работает в клеточных культурах с несколькими клеточными линиями, а также на мышах, где исследователи успешно пометили белки из определенных раковых клеток.

В этом исследовании мы рассмотрели белки, вырабатываемые раковыми клетками, но наш метод можно было бы использовать и в других областях, включая иммунологию или изучение инфекционных заболеваний. Его также можно использовать для лучшего понимания биологии болезней, в том числе того, как опухолевые клетки изменяются в результате сложных взаимодействий в организме».

Анна Чиоче, первый автор и научный сотрудник Института Фрэнсиса Крика

«Следующим шагом для нашей команды будет продолжение разработки этого метода и изучение того, как клетки производят разные белки в зависимости от окружающей среды», — добавляет Бен.