Новый метод мониторинга взаимодействия между клетками, названный его создателями LIPSTIC, представляет собой гораздо больше, чем косметическое улучшение существующих методов. Прорыв, осуществленный доцентом Рокфеллеровского университета Габриэлем Викторой, предлагает ученым, работающим в самых разных дисциплинах, новый мощный инструмент для изучения сложных биологических процессов, происходящих в живых животных.
«Теперь у нас есть способ определить, взаимодействовали ли клетки одного типа с клетками другого внутри живой мыши», - говорит Виктора, иммунолог и глава Лаборатории динамики лимфоцитов. До сих пор ученые могли изучать такие обмены между клетками только в искусственной среде чашки Петри.
«Практически вся иммунология основана на межклеточном контакте, - говорит Виктора. «Большинство иммунных явлений требуют, чтобы клетки физически встретились друг с другом и обменялись сигналами, чтобы реакция запустилась. Именно так система решает, хочет ли она реагировать на стимул, такой как вторжение патогена, и если она собирается действовать, что именно он должен делать."
Контрольные пятна
В своей последней статье, опубликованной в этом месяце в журнале Nature, Виктора называет эти короткие встречи между иммунными клетками «целуй-и-беги»: внутри толпы клеток, которые все выглядят одинаково, отдельные клетки время от времени разговаривает с другой камерой, а затем уходит. Чтобы отслеживать эти временные взаимодействия, Виктора и его команда, в том числе научный сотрудник и первый автор Джулия Паскуаль, разработали систему маркировки клеточных структур, которые фактически вступают в физический контакт при встрече двух клеток.
Когда две такие управляемые клетки взаимодействуют, они помечают друг друга биологическим эквивалентом мазка губной помады. Помеченные таким образом клетки, активно участвующие в иммунном ответе, могут быть легко идентифицированы и подсчитаны с помощью проточной цитометрии, стандартной лабораторной технологии.
«Это позволяет нам выяснить, какие именно клетки внутри популяции взаимодействуют», - говорит Виктора. «Мы также можем отслеживать, как со временем меняется количество и качество взаимодействующих клеток». Этот кладезь информации, недоступный до сих пор, может помочь исследователям лучше понять, как функционирует иммунная система в присутствии инородного тела.
Чтобы разработать и протестировать новый метод, исследователи работали с двумя видами клеток иммунной системы: Т-клетками, «исполнительными директорами» иммунного ответа, и дендритными клетками, которые предупреждают Т-клетки о необходимости присутствие патогенов путем сбора фрагментов захватчиков, известных как антигены, и представления их Т-клеткам посредством прямого межклеточного контакта.
Тест-драйв
Как только они подтвердили, что система маркировки работает в лаборатории, они протестировали ее на мышах. Для этих экспериментов Виктора выбрала классическую модель иммунного ответа, которая включает загрузку дендритных клеток антигеном, который Т-клетки распознают через рецепторы на их поверхности, а затем введение этих примированных дендритных клеток в ногу мыши. Оттуда дендритные клетки перемещаются в ближайший лимфатический узел, где находятся Т-клетки.
Когда исследователи обработали и проанализировали лимфатические узлы этих мышей с помощью проточной цитометрии, они обнаружили, что меченые иммунные клетки живых мышей действительно помечали друг друга при взаимодействии в лимфатическом узле, и что эти клетки могут быть определены и подсчитаны.
"Теперь мы можем измерять вещи, которые не могли измерить раньше", - говорит Виктора, описывая в своей лаконичной и сдержанной манере именно то знаковое достижение, которое движет всей наукой.