"Невидимые" мыши раскрывают анатомические секреты

Новая методика, называемая vDISCO, делает мёртвых мышей прозрачными и твёрдыми, как пластик, давая исследователям беспрецедентную возможность узнать, как различные типы клеток взаимодействуют в организме. По словам невролога Али Эртюрка (Ali Ert?rk) из университета Людвига Максимилиана в Мюнхене, который возглавлял команду, разработавшую vDISCO, метод позволяет сохранять тела в течение многих лет вплоть до структуры отдельных клеток. Эртюрк с коллегами использовали vDISCO для проверки того, как тяжёлые травмы головного и спинного мозга влияют на клетки в других частях тела. Маркирующие нейроны показали, что нервы в туловище мышей деградировали после травмы, хотя нервные клетки были далеко от места повреждения. vDISCO планируется использовать для отслеживания распространения вирусов, раковых клеток и других патогенов.

Техника, которая превращает мертвых грызунов ясно раскрывает удивительные детали о том, как животные реагируют на травмы.

Новый метод, который делает мертвых мышей прозрачными и твердыми, как пластик, дает исследователям беспрецедентное представление о том, как различные типы клеток взаимодействуют в организме. Этот подход позволяет ученым определить конкретные ткани внутри животного при сканировании всего его тела.

Метод, называемый vDISCO, уже выявил удивительные структурные связи между органами, в том числе намеки на то, в какой степени травмы головного мозга влияют на иммунную систему и нервы в других частях тела. Это может привести к лучшему лечению черепно-мозговой травмы или инсульта.

Методы, которые вывернут все органы ясно стали популярными в последние несколько лет, потому что они позволяют ученым изучать тонкие внутренние структуры , не нарушая их. Но удаление органов из тела животного для анализа может сделать его труднее увидеть полный эффект травмы или заболевания. И если ученые используют более старые методы, чтобы сделать всю мышь прозрачной, может быть трудно гарантировать, что флуоресцентные маркеры, используемые для маркировки клеток, достигают самых глубоких частей органа.

Техника vDISCO преодолевает многие из этих проблем. Делая мертвых мышей жесткими и прозрачными, он может сохранять их тела в течение многих лет, вплоть до структуры отдельных клеток, говорит Али Эртюрк, нейробиолог в Мюнхенском университете Людвига Максимилиана в Германии, который возглавлял команду, разработавшую vDISCO. Он представил работу в этом месяце на собрании общества Нейробиологии в Сан-Диего, штат Калифорния.

Кристально чистый

Процесс начинает путем выдерживать тело мыши в органических растворителях для того чтобы обнажать его Сал и пигментов. Это сохраняет структуру клеток мыши, даже как животное сжимается до 60%1.

Чтобы исследовать прозрачных мышей, команда Эртюрка разработала способ жить в определенных типах клеток, таких как нейроны или раковые клетки. Ученые обратились к "нанобелам": антитела, которые встречаются только в ламах, верблюдах и альпаках, и составляют одну десятую часть размера молекул антител в других видах.

Подобно их более крупным кузенам, нанобактерии могут быть спроектированы так, чтобы придерживаться конкретных белков, которые находятся только в одном типе клеток, нося при этом флуоресцентные зеленые маркеры, которые маркируют выбранные клетки. И поскольку нанобелы настолько малы,они могут легко проходить через крошечные кровеносные сосуды и в органы.

Когда исследователи закачали эти нанобелы в кровеносные системы мертвых мышей, которые несли молекулы по всему телу, они могли видеть отдельные клетки, светящиеся ярко-зеленым цветом под микроскопом.

По словам Кванхуна Чунга, инженера-медика из Массачусетского технологического института в Кембридже, эта техника стала первой, кто сделал цельных животных по-настоящему прозрачными. "Я думаю, что это фантастическая технология, - говорит он.

Идти глубоко

До сих пор эксперименты с vDISCO дали некоторые удивительные открытия, говорит ruiyao Cai, нейробиолог в лаборатории Эртюрка, который также представил данные о технике на встрече SfN.

Одна из них связана с таинственным сосуды, проходящие между черепом и мозгом, которые были обнаружены лишь в 2015 году2. Когда команда Cai использовала нанобелы, чтобы осветить лимфатические сосуды в мыши, обработанной vDISCO, сосуды в голове светились зеленым цветом, подтверждая подозрения ученых о том, что структуры были частью системы, которая транспортирует лимфу.

Цай и Эртюрк также использовали vDISCO, чтобы проверить, как тяжелые травмы головного и спинного мозга влияют на клетки в другом месте тела. Маркировка нейронов показала, что нервы в торсе мыши деградировали после того, как животное перенесло черепно-мозговую травму, даже несмотря на то, что нервные клетки были далеки от места травмы. В другом случае, ученые заметили иммунные клетки, которые подбежали к месту травма спинного мозга дней до мышь умерла — и, неожиданно, на окружающие мышцы и лимфатические сосуды3.

Сочетание vDISCO и nanobodies - это "направление на будущее", говорит хироки Уэда, биолог Токийского университета. Метод нанободии также может быть объединен с другими способами сделать тело животного прозрачным, говорит он, что расширит способность исследователей фокусироваться на конкретных клетках и белках.

Эртюрк далее планирует использовать vDISCO, чтобы проследить, как вирусы, раковые клетки и другие захватчики распространяются по всему организму. Его группа также разрабатывает подходы к машинному обучению для подсчета и оценки помеченных клеток без предубеждения или человеческой ошибки.

Источник: www.nature.com

Комментарии: