Reklam
Sağlık Ve Spor Haberleri

Yeni teknik, tek hücre düzeyinde metabolik süreci ölçebilir

reklam
Reklam



Hücresel metabolizmayı – bir hücrenin enerjiyi nasıl kullandığını – anlamak, damar hastalıkları ve kanser de dahil olmak üzere çok çeşitli hastalıkları tedavi etmenin anahtarı olabilir.

Pek çok teknik bu süreçleri on binlerce hücre arasında ölçebilirken, araştırmacılar bunları tek hücre düzeyinde ölçemediler.

reklam

Chicago Üniversitesi Pritzker Moleküler Mühendisliği Okulu ve Biyolojik Bilimler Bölümü’ndeki araştırmacılar, ilk kez hem hücresel hem de hücre altı seviyelerde bir metabolik süreci ölçebilen birleşik bir görüntüleme ve makine öğrenimi tekniği geliştirdiler.

Araştırmacılar, yapay zeka ile eşleştirilmiş, genetik olarak kodlanmış bir biyosensör kullanarak, kan damarlarını oluşturan hücreler olan tek endotelyal hücrelerin glikozu enerjiye dönüştürme süreci olan glikolizini ölçebildiler.

reklam

Bu hücreler hareket edip büzüldüğünde daha fazla glikoz kullandıklarını ve ayrıca hücrelerin daha önce bilinmeyen bir reseptör yoluyla glikoz aldığını keşfettiler. Bu süreci anlamak, COVID-19 dahil olmak üzere kanser ve damar hastalıkları için daha iyi tedavilere yol açabilir.

Dergide yayınlanan araştırma, Doğa Metabolizması, Doç. Yun Fang ve Yrd. Jun Huang, eski doktora sonrası araştırmacı ve şimdi Yrd. Prof David Wu ve biyofizik bilimleri yüksek lisans öğrencisi Devin Harrison.

Hücresel metabolizmayı anlamak evrensel olarak önemlidir. Tek hücre metabolizmasını ölçerek, potansiyel olarak çok çeşitli hastalıkları tedavi etmenin yeni bir yoluna sahibiz.”

Yrd. Prof. Jun Huang

Fang, “Bu, hücresel metabolizmayı farklı zamansal ve uzamsal ölçeklerde, hatta hücre altı düzeyde bile görselleştirebildiğimiz ilk kez, bu da araştırmacıların hücresel metabolizmayı incelemesi için dili ve yaklaşımı temelden değiştirebilecek” dedi.

glikoliz ölçümü

Endotel hücreleri normalde kan damarlarının içinde sıkı bir tabaka sağlarlar, ancak bağışıklık sisteminin yardımına ihtiyaç duyduklarında bu tabaka içinde boşluklar bırakarak büzülebilirler. Anormal kasılma, sızdıran kan damarlarına neden olarak kalp krizi veya felce neden olabilir. Akciğerlerin etrafındaki kan damarlarındaki bu tür kasılma, akut solunum sıkıntısı sendromu durumunda meydana gelen sıvının içeri sızmasına da neden olabilir. (Bu genellikle ciddi COVID-19 vakaları olan hastalarda görülür.)

Hücrelerin bu kasılmayı hızlandırmak için enerjiyi nasıl metabolize ettiğini daha iyi anlamak için araştırmacılar, hücrelerin içindeki laktat miktarını ölçebilen genetik olarak kodlanmış biyosensörler olan Förster rezonans enerji transfer sensörlerine yöneldiler. Laktat, glikolizin yan ürünüdür.

Araştırmacılar sensörleri yaratmamış olsalar da, sensörleri makine öğrenimi algoritmalarıyla eşleştirerek, hücreleri görüntülemelerine, verileri analiz etmelerine ve hücresel ve hücre altı seviyelerde glikoliz reaksiyonlarını ayrıştırmalarına olanak tanıyan daha da güçlü bir teknik yarattılar.

Fang, “Artık hücrelerdeki, glikoliz artışının olduğu belirli hücre alanları gibi ayrıntılara bakabilir ve anlayabiliriz.” Dedi. “Bu önemli bir teknolojik yenilik.”

Kasılıp hareket ettiklerinde ne kadar glikoz hücrelerinin kullanıldığını ölçebildiler ve ayrıca hücrenin hücre iskeletinin aracılık ettiği yeni bir glikoz taşıma mekanizması buldular – bu hücrelerin glikozu almak için kullandığı GLUT3 adlı bir reseptör.

Yeni tedaviler oluşturma

Glikolizin hücresel düzeyde nasıl çalıştığını anlamak, sonuçta yararlı olduğunda bu süreci engelleyen tedavilere yol açabilir – kan damarlarında sızıntı olması durumunda. aterosklerozlu hastalar, Örneğin. Ayrıca, örneğin bağışıklık sistemleri COVID-19’a aşırı tepki gösteren ve akciğerlerinin etrafındaki endotel hücrelerindeki boşlukları kapatmak için yardıma ihtiyacı olan hastalara da yardımcı olabilir.

Fang, “Eğer kasılmayı engellemenin bir yolunu bulabilirsek, COVID-19 hastalarındaki akut solunum sıkıntısı sendromunu azaltabiliriz.” Dedi.

Kanser tedavisinde de önemli etkileri vardır. Glikoliz tarafından yönlendirilen endotel göçü ve proliferasyonu, tümörün hayatta kalması ve büyümesi için gerekli olan vasküler büyümede yer alan başlıca hücresel süreçlerdir. Bunun nasıl çalıştığını anlamak, araştırmacıların hem tümörleri yok etmesine hem de tümör büyümesini engellemesine yardımcı olabilir.

CAR’da da faydalı olabilir T hücresi tümörlerle savaşmak için vücudun kendi bağışıklık sistemini çalıştıran terapi. Terapi bazıları için hayat kurtarıcı olsa da, birçok hasta buna cevap vermiyor. Endotel hücreleri, T hücrelerinin tümörlere sızmasına izin vermek için önemli olduğundan ve hücresel metabolizma, T hücre işlevleri için araçsal olduğundan, araştırmacılar hücresel metabolizmayı modüle etmenin daha iyi bir immünoterapi sistemi oluşturmaya yardımcı olabileceğine inanıyorlar.

Araştırmacılar şu anda Argonne Ulusal Laboratuvarı’nda COVID-19 kaynaklı akut solunum sıkıntısı sendromunu tedavi etmek için bu tür inhibitörleri test ediyor.

“Sonuçta hücreleri metabolizma yoluyla yeniden programlayabilir miyiz?” dedi Huang. “Bu önemli bir soru ve metabolizmanın nasıl çalıştığını anlamamız gerekiyor. Burada büyük bir potansiyel var ve bu sadece başlangıç ​​noktası.”

Kaynak:

Dergi referansı:

Wu, D, et al. (2021) Tek hücreli metabolik görüntüleme, hareketli endotelyal hücrelerde SLC2A3’e bağlı bir glikolitik patlamayı ortaya koymaktadır. Doğa Metabolizması. doi.org/10.1038/s42255-021-00390-y.

.


news-medical.net

Source link

reklam
reklamm

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

reklam
Başa dön tuşu

Reklam Engelleyici Algılandı

Lütfen Reklam Engelleyiciyi Kapatınız