Американские исследователи предложили новый метод последовательной очистки тканей, который позволяет сделать прозрачными биологические ткани или даже целые организмы. Эффективность технологии авторы продемонстрировали, визуализировав коронавирусную инфекцию в грудной клетке мыши.
HYBRiD-визуализация грудной клетки мыши, инфицированной SARS-CoV-2/ © Scripps Research
Ученые из организации Scripps Research (США) предложили новый метод очистки тканей, который делает прозрачными биологические образцы. Технология позволит упростить визуализацию организма и исследовать заболевания различных систем органов. Метод, получивший название HYBRiD, описали в журнале Nature Methods: он сочетает элементы двух основных предыдущих подходов к очистке тканей, однако практичнее, чем любой из них. Кроме того, масштабируемая технология может легко использоваться практически в любой лаборатории.
Традиционная очистка тканей включает использование растворителей, которые позволяют удалить из нее молекулы, обеспечивающие непрозрачность (такие как жир), и сохранить при этом большинство белков и структур для дальнейшего изучения. Например, с помощью генной инженерии ученые прикрепляют к определенным белкам организмов флуоресцентные метки или же задействуют флуоресцентные антитела для визуализации конкретных молекул внутри организма. Очистка тканей позволяет увидеть эти светящиеся метки сразу во всем организме.
Впервые ученые задумались об очистке тканей около 15 лет назад. В основном они применяли эти технологии для изучения нейронных связей сразу по всему мозгу. Существующие методы хорошо работали для него, однако не подходили для других частей тела, которые содержат труднорастворимые компоненты. В процессе очистки до сих пор использовали органические или водные растворители. Первые, как правило, позволяли очистить ткань быстрее и эффективнее, но могли ослабить флуоресцентные сигналы. Вторые же лучше сохраняли флуоресценцию, но оказались практически бесполезны для очистки каких-либо тканей, кроме мозга. Более того, оба типа метода требовали долгих трудоемких процедур и часто требовали применения токсичных химических реагентов. Поэтому обычная лаборатория не могла позволить себе масштабное и регулярное использование таких методов.
Технология HYBRiD включает последовательное использование органических и полимерных растворителей. Помимо этого, ученые обрабатывали образцы гидрогелем на водной основе для трехмерной визуализации очищенных растворителем органов (DISCO), чтобы защитить те молекулы в ткани, которые необходимо было исследовать. HYBRiD не требует прокачки растворителей через образец: его можно просто погрузить в емкость с реагентами, это крайне удобно и безопасно для повседневного использования.
Эффективность метода ученые продемонстрировали для визуализации клеток, инфицированных SARS-CoV-2, в легких мышей. Грудные клетки зараженных грызунов обрабатывали антителами с флуоресцентными метками. Новый метод очистки тканей позволил выявить макроскопические и микроскопические признаки патологии в образцах
