Новая системная микроскопия сверхвысокого разрешения позволяет оценить плюрипотентность и дифференцировку живых стволовых клеток, открывая новую эру в исследованиях стволовых клеток и системной биологии. Эта технология может помочь в исследованиях рака и разработке методов лечения

Возможно, вы слышали о «стволовых клетках» в новостях или в научно-популярных документальных фильмах и задавались вопросом, смогут ли они однажды помочь вам или близкому человеку вылечить травму или серьезное заболевание. Действительно, с момента их первоначального открытия в 1960-х годах интерес к исследованиям и методам лечения в этой области растет.

Для непосвященных стволовые клетки – это, по сути, сырье для организма. Найденные как у эмбрионов, так и у взрослых, они представляют собой клетки, из которых генерируются все другие клетки со специализированными функциями. В правильных условиях, в организме или в лаборатории, стволовые клетки делятся, образуя «дочерние клетки».

Эти дочери могут стать либо новыми стволовыми клетками (самообновление), либо специализированными клетками (дифференциация) с более специфической функцией, такими как клетки крови, клетки мозга, клетки сердечной мышцы или костные клетки.

Никакие другие клетки в организме не обладают естественной способностью генерировать новые типы клеток. Чтобы лучше понять и использовать их потенциал, в 2016 году был запущен открытый проект FET под названием CellViewer. Под руководством Fundacio Institut De Ciencies Fotoniques в Барселоне он объединил всемирно признанных академических и отраслевых экспертов в области биологии стволовых клеток и хроматина, супер -разрешающая микроскопия, количественное моделирование биологических систем, разработка аппаратного и программного обеспечения. Целью было разработать прототип высокопроизводительного автоматизированного микроскопа сверхвысокого разрешения, который может визуализировать отдельные живые клетки на уровне ДНК, мРНК и белков.

При первом применении технологии CellViewer изучал самообновление и дифференцировку эмбриональных стволовых клеток мыши (mESC) во время определенных стимулов. Отдельные живые клетки культивировали в условиях плюрипотентности или дифференцировки для получения изображений с высоким разрешением генов стволовых клеток, мРНК и интересующих белков. Программное обеспечение, разработанное в рамках проекта, затем использовалось для сбора всех данных с высоким разрешением и разработки прогностических моделей, раскрывающих плюрипотентность или состояние дифференцировки клеток.

В сочетании с программным обеспечением для автоматизации микроскоп сверхвысокого разрешения не требует от пользователей глубоких знаний об устройстве, что делает его более доступным и доступным по цене. Действительно, одним из главных достижений CellViewer является проект HERMES SR, финансируемый в рамках FET Innovation Launchpad, в рамках которого был создан микроскоп сверхвысокого разрешения, способный очень быстро получать изображения множества отдельных клеток одновременно. Этот инструмент может помочь обнаружить и изучить образцы рака.

Исследователи и врачи надеются, что исследования стволовых клеток помогут лучше понять, как возникают заболевания, и создать здоровые клетки, которые заменят больные (регенеративная медицина). Это исследование также поможет в тестировании новых лекарств на безопасность и эффективность, отслеживая, как специально запрограммированные дочерние клетки реагируют на определенные виды лечения.

Результаты проекта CellViewer уникально подходят для переноса системной биологии, вычислительного и математического анализа и моделирования сложных биологических систем в эру анализа отдельных клеток, который станет сдвигом парадигмы в способах построения клеточных систем. изучен.