"Возможность активно наблюдать за поведением выбранных популяций клеток in vivo без инвазивных методов открывает новые возможности для исследований, выявления и лечения заболеваний. В то же время это снижает нагрузку и количество животных, требуемых по сравнению с предыдущими методами, "объясняет профессор Роберт Фейл. Профессор Фейл и его команда из Межфакультетского института биохимии (IFIB) Тюбингенского университета провели исследование вместе с Центром визуализации Вернера Сименса, отделениями кардиологии, патологии и физиологии университетской больницы Тюбингена и исследователями ядерной медицины в Мюнстере. Университетская больница.
Их результаты опубликованы в журнале Nature Communications.Ткани и органы состоят из множества различных типов клеток, таких как клетки крови, костей, печени, мышц или нервных клеток.
Миграция или изменение количества определенных типов клеток — это нормальный процесс в организме, но он также связан со многими заболеваниями. Например, пролиферация и миграция иммунных клеток приводит к воспалению, неконтролируемый рост клеток вызывает рак или артериосклероз, а потеря определенных популяций клеток является причиной сахарного диабета или болезни Альцгеймера.
Эти процессы основаны на сложных взаимодействиях разных типов клеток. Чтобы понять их, нужно изучить весь организм.Новый метод отслеживания клеток основан на искусственном ферменте-репортере ПЭТ, который может быть произведен с помощью генетической уловки в каждом типе клеток мыши (например, только в Т-клетках иммунной системы).
Фермент заставляет радиоактивное вещество, индикатор ПЭТ, накапливаться в этих конкретных клетках. Излучение безвредно для животного и может быть обнаружено с помощью позитронно-эмиссионного томографа и отображено на экране. Метод ПЭТ используется для лечения людей в течение длительного времени и как неинвазивная процедура вызывает меньшую нагрузку, чем другие методы диагностики.До сих пор исследование клеточного поведения мышей требовало стрессовых или вредных процедур, которые подходили только для нескольких типов клеток или могли потребовать умерщвления экспериментальных животных. «Используя современные методы визуализации, мы можем сократить количество подопытных животных на 80 процентов», — говорит доктор Мартин Тунеманн, первый автор исследования, который сейчас занимается исследованиями в Калифорнийском университете в Сан-Диего. «Популяции меченых клеток можно контролировать неинвазивно у живых мышей в течение многих недель, так что одну и ту же группу животных можно исследовать повторно».
В ходе исследования авторы отметили тромбоциты, клетки миокарда или Т-клетки у экспериментальных мышей, а затем проследили их поведение при инфаркте миокарда или воспалительных реакциях.Как объясняет Фейл, недавно разработанный метод визуализации можно использовать для представления любого типа клеток и сочетать с любой моделью заболевания. Поэтому он подходит для многих приложений в биомедицинских исследованиях и расследовании болезней. «Среди многих других приложений возможен неинвазивный анализ сердечных заболеваний, диабета, воспаления, образования опухолей и метастазов. Кроме того, развитие трансплантированных клеток можно отслеживать в регенеративной медицине.
Технология также представляет интерес для фармацевтической промышленности для тестирования новых препаратов и методов лечения ».Исследования по отслеживанию клеток на основе ПЭТ имеют отношение к «Принципам защиты животных и экспериментов на животных в Тюбингенском университете». В этих принципах университет устанавливает правила и цели для ответственного ведения экспериментов на животных и поощряет исследования новых методов.
Несмотря на то, что альтернативы были существенно улучшены, науки о жизни не могут полностью отказаться от экспериментов на животных в обозримом будущем. Для исследований комплексного взаимодействия клеток, тканей и органов во всем организме, а также новых лекарств и терапевтических стратегий по-прежнему будут необходимы эксперименты на животных.
Поэтому важно оптимизировать методы исследования, чтобы уменьшить нагрузку и количество подопытных животных. Необходимо разработать процедуры, которые увеличивают количество и качество данных, собираемых по животным, и результаты которых можно легко передать людям.
