_ Un instrument universal pentru urmărirea celulei către -interacțiunile celulare

Unul dintre obiectivele fundamentale ale biologiei de bază este înțelegerea modului în care diferitele tipuri de celule lucrează împreună pentru a forma țesuturi, organe și sisteme de organe. Eforturile recente de a cataloga diferitele tipuri de celule din fiecare țesut din corpul nostru reprezintă un pas în direcția corectă, dar doar o piesă a puzzle-ului. Marele mister al modului în care acele celule comunică între ele rămâne nerezolvat.

Acum, o nouă lucrare în Nature descrie uLIPSTIC, un instrument capabil să pună bazele unei hărți dinamice care urmăresc interacțiunile fizice dintre diferite celule— interactomul celular evaziv. Autorii perfecționează tehnologia din 2018 și cea mai recentă iterație le poate permite, în principiu, cercetătorilor să observe direct orice interacțiune celulă la celulă in vivo.

„Cu uLIPSTIC ne putem întreba cum lucrează celulele împreună, cum ei comunică și ce mesaje transferă”, spune Gabriel D. Victora de la Rockefeller. „Acolo se află biologia.”

De când secvențierea ARNm cu o singură celulă a devenit proprie, cercetătorii s-au străduit să conecteze punctele și să explice modul în care diferitele celule se unesc pentru a forma țesut. Au apărut deja mai multe metode de catalogare a interacțiunilor celulă la celulă, dar toate au deficiențe considerabile.

Eforturile timpurii care au implicat observarea directă la microscop nu au reușit să recupereze celulele care interacționează pentru analize ulterioare; încercările ulterioare s-au bazat pe tehnici avansate de imagistică care intuiesc modul în care celulele ar putea interacționa pe baza structurii lor și a proximității de alte celule. Nicio abordare nu a captat interacțiunile fizice adevărate și schimbul de semnale între membranele celulare.

Intrați în LIPSTIC, o abordare inovatoare de la laboratorul Victora care a implicat etichetarea structurilor celulare care se ating atunci când două celule fac trecătoare, „sărut și fugă”. contactați înainte de a se despărți. Etichetele asigurau că, dacă o celulă „săruta” pe alta, aceasta ar lăsa un semn asemănător unui ruj, permițând identificarea și cuantificarea ușoară a interacțiunilor fizice dintre celule.

Inițial, platforma avea aplicații înguste. Victora și colegii au proiectat LIPSTIC pentru a înregistra un tip foarte specific de interacțiune celulă-la-celulă între celulele T și celulele B, un obiectiv major al laboratorului lor. Alți cercetători, totuși, au început să ceară o versiune a LIPSTIC care să funcționeze și asupra altor interacțiuni celulare. „Am fi putut adapta un LIPSTIC pentru fiecare tip de interacțiune”, spune Victora. „Dar de ce să nu încerci să faci o versiune universală?”

În versiunea originală a LIPSTIC, o celulă „donatoare” folosește o enzimă împrumutată de la bacterii pentru a plasa o etichetă peptidică marcată pe suprafața unui Celulă „acceptatoare” la contact – echivalentul biochimic al aplicării rujului pe o celulă și căutării unei amprente de sărut pe alta. Această metodă presupunea cunoașterea exactă a modului în care va avea loc „sărutul”, identificarea moleculelor pe care celula donatoare le folosește pentru a interacționa cu celulele primitoare și forțarea minuțioasă a etichetelor pe acele molecule.

Dar de-a lungul timpului, echipa a descoperit că stropirea celulelor. cu un volum mare de enzimă și ținta sa ar asigura că orice interacțiune pe care o are o celulă cu o altă celulă va fi urmărită la fel de eficient.

„Dacă înghesuiți celulele partenere cu suficiente enzime și țintă, puteți face orice pereche de celule capabilă să eticheteze LISPTIC fără a fi nevoie să știe în prealabil ce molecule vor folosi aceste celule pentru interacțiunea lor”, spune Victora.

Rezultatul a fost un uLIPSTIC, o platformă universală care nu este legată de precunoașterea moleculelor. , liganzi sau receptori. Oamenii de știință pot acum aplica teoretic uLIPSTIC pe orice celulă, fără noțiuni preconcepute despre modul în care aceasta ar interacționa cu mediul său, și pot observa interacțiunile fizice dintre celulă și celulă.

Pentru a demonstra puterea platformei, echipa a arătat că uLIPSTIC s-ar putea extinde dincolo de repertoriul restrâns de celule B și celule T LIPSTIC pentru a urmări modul în care celulele dendritice declanșează răspunsul imunitar al organismului împotriva tumorilor și alergenilor alimentari.

p>

„Recepția față de uLIPSTIC a fost grozavă”, spune Sandra Nakandakari-Higa, Ph.D. student în laboratorul Victora și autor principal al lucrării. „Primim deja o mulțime de întrebări de la alte laboratoare cu privire la modul în care ne pot adapta sistemul la modelele lor.”

Echipa speră să folosească în cele din urmă uLIPSTIC pentru a descoperi perechile receptor-ligand cheie pentru interacțiunile celulare , într-un efort de a înțelege mai bine modul în care celulele se unesc în țesut la nivel molecular. În cele din urmă, echipa consideră uLIPSTIC ca un instrument cheie în efortul de a genera atlase cuprinzătoare care descriu modul în care celulele interacționează pentru a forma țesut - o cheie pentru interactomul mult așteptat.

(Fluierul)