Los científicos han obtenido una gran cantidad de información clave sobre las proteínas, los caballos de batalla moleculares de todas las células, a partir de células humanas individuales por primera vez.
El acopio de información sobre proteínas, la mayor cantidad de datos de este tipo jamás recopilados de una sola célula de mamífero, brinda a los científicos una de las miradas más claras hasta ahora sobre los sucesos moleculares dentro de una célula humana. Estos datos pueden revelar si una célula es unauna célula cancerosa, una célula pancreática que funciona mal y que está involucrada en la diabetes, o un jugador molecular importante para la supervivencia de un bebé prematuro.
Estos eventos y muchos más están determinados por las acciones de las proteínas en las células. Hasta ahora, era difícil obtener información detallada sobre las proteínas dentro de las células individuales. Los "datos" sin procesar, la cantidad de cada proteína, en una célulaes extraordinariamente escaso y difícil de medir. Eso se debe en gran parte a que los científicos no pueden amplificar las proteínas de la forma en que lo hacen con los genes u otros mensajeros moleculares.
Ahora, en un estudio publicado en Angewandte Chemie , los científicos del Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico del Departamento de Energía, en colaboración con sus homólogos del Centro Médico de la Universidad de Rochester, muestran cómo pudieron obtener una cantidad de información sin precedentes sobre las proteínas en muestras de células pulmonares humanas individuales.
Los científicos analizaron células individuales, primero de células cultivadas y luego de los pulmones de un donante humano, y detectaron en promedio más de 650 proteínas en cada célula, muchas veces más que las técnicas convencionales de captura de células individuales.
El equipo, que incluye a los químicos analíticos Ying Zhu y Ryan Kelly y los bioquímicos Geremy Clair y Charles Ansong, hizo los hallazgos gracias a una tecnología creada en EMSL, el Laboratorio de Ciencias Moleculares Ambientales, una instalación para usuarios de la Oficina de Ciencias del DOE ubicada en PNNL.El equipo desarrolló la tecnología, llamada nanoPOTS, para medir proteínas en una cantidad diminuta, casi inimaginable de material.
"NanoPOTS es como un microscopio molecular que nos permite analizar muestras que son 500 veces más pequeñas de lo que podíamos ver antes", dijo Kelly, el autor correspondiente del artículo. "Podemos identificar más proteínas en una célula de lo que podríamos antesidentificado de un grupo de cientos de células ".
Eso es importante por un par de razones. Algunas proteínas ejercen una inmensa influencia dentro de una célula, tal vez determinando si la célula vivirá, morirá, mutará o viajará a otra parte del cuerpo, incluso cuando están en niveles muy bajos que son indetectablesusando los métodos de hoy.
Además, las tecnologías convencionales generalmente analizan cientos o miles de células y las agrupan en un lote para su análisis. Esos hallazgos representan una vista promedio de lo que está sucediendo en ese tejido; hay poca información sobre lo que realmente está sucediendo en una célula específica. Eso esun problema si hay variabilidad de una célula a otra, si algunas células se comportan normalmente mientras que otras células son cancerosas, por ejemplo.
En el estudio actual, el equipo analizó las proteínas en una muestra de líquido que es menos de una diezmilésima parte de una cucharadita. Dentro de esa muestra, las proteínas ascendieron a solo 0.15 nanogramos, más de diez millones de veces más pequeñasque el peso de un mosquito típico.
Una vez que los científicos tienen en sus manos un producto tan valioso, las entrañas de una sola célula humana, lo someten a una batería de pasos de procesamiento para prepararse para el análisis. Pero trabajar con una muestra tan pequeña ha planteado obstáculos importantes para una sola célula humana.-Análisis celular. A medida que el material se transfiere de un tubo de ensayo a otro, de una máquina a otra, parte de la muestra se pierde en cada etapa. Cuando la muestra original no es más que una gota microscópica, se pierde incluso una pequeña cantidad dela muestra es catastrófica.
Zhu y Kelly desarrollaron nanoPOTS, que significa procesamiento de nanogotas en un solo recipiente para muestras de trazas, para abordar este problema de pérdida de muestras. La tecnología es una plataforma automatizada para capturar, derivar, probar y medir pequeñas cantidades de fluido. Claves para elLa tecnología incluye un robot que dispensa el fluido a una ubicación con una precisión de una millonésima de metro, moviéndose entre pozos diminutos que minimizan la cantidad de área de superficie sobre la que las proteínas podrían adherirse.
Dentro de esos diminutos pozos, los científicos ejecutan varios pasos para aislar las proteínas del resto de la muestra. Luego, el material se introduce en un espectrómetro de masas que separa y mide cada una de las cientos de proteínas.
En total, la tecnología reduce las pérdidas de muestras en más del 99 por ciento en comparación con otras tecnologías, lo que brinda a los científicos suficiente material escaso para realizar mediciones significativas, para saber qué proteínas están en niveles altos y cuáles en niveles bajos. Eso es vitalinformación al comparar, por ejemplo, las células cerebrales de una persona con la enfermedad de Alzheimer con las de una persona no afectada, o al comparar las células cancerosas con las células cercanas que están sanas.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por DOE / Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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