Ученые предложили новый способ изучения «скелета» живых клеток

Новый метод микроскопии, позволяющий исследовать живые клетки в нанометровом разрешении, не нанося им урона, предложили ученые НИТУ «МИСиС». Метод будет полезен при лечении онкологических и сердечно-сосудистых заболеваний, болезни Альцгеймера и Паркинсона. Результаты исследования опубликованы в журнале Nanoscale.

Определенный уровень жесткости клеток крайне важен для здоровья организма – особенно это касается цитоскелета, то есть клеточного каркаса, обеспечивающего адаптацию клетки к среде.

От его свойств напрямую зависит, например, качество работы сердечно-сосудистой системы. Нарушения свойств цитоскелета, по словам специалистов, приводят к раку, сердечной недостаточности и другим заболеваниям.

Жесткость клеток сегодня, как правило, измеряют методом атомно-силовой микроскопии (АСМ). Проблема этого подхода в том, что при сканировании происходит серьезная деформация и изменение свойств живых клеток, приводящая к их гибели, что не позволяет получит данные нужной точности.

Специалисты университета усовершенствовали методику АСМ, совместив ее с другим методом – сканирующей ион-проводящей микроскопией.

Этот подход, созданный при участии российских ученых и ранее применявшийся только для визуализации поверхностей, впервые был использован для измерения жесткости клеток.

«В основе ион-проводящей микроскопии – бесконтактное сканирование с помощью особой нанопипетки, через которую проходит поток ионов хлора. По изменению ионного тока отслеживается позиция нанопипетки. Данная методика позволяет с большой точностью «ощупать» локальную структуру клетки», – рассказал старший научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории биофизики НИТУ «МИСиС» Петр Горелкин.

Нанопипетка, как объяснили ученые, в ходе сканирования приближается к поверхности достаточно близко, чтобы силы Ван-дер-Ваальса начинали действовать на проходящие через ее отверстие ионы, увеличивая или уменьшая их поток. Метод, по словам создателей, будет полезен для детального изучения движений клетки и клеточного деления.

«Развитие этого уникального подхода позволит намного лучше изучить функционирование клеточного цитоскелета, что сильно продвинет вперед исследования сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний, болезни Альцгеймера и Паркинсона», – отметил Петр Горелкин.

В исследовании также принимали участие специалисты из Великобритании и Японии. В дальнейшем ученые намерены адаптировать метод сканирующей ион-проводящей микроскопии для исследования механизмов развития нейродегенеративных заболеваний. Другое направление работ коллектива – изучение механических свойств цитоскелета различных тканей для разработки новых противораковых препаратов.