В МГУ создали биосенсор, который помогает предсказывать развитие стволовых клеток

Разработка получила название K9-MILo. Она представляет собой искусственный белок, одна часть которого светится под микроскопом, а другая связывается с определёнными эпигенетическими метками на ДНК. Благодаря этому исследователи могут в режиме реального времени наблюдать за процессами, происходящими в ядре живой клетки, не повреждая её.

До сих пор для подобных исследований использовались специальные красители, которые нередко оказывались токсичными и не позволяли долго наблюдать за клетками. Новый биосенсор лишён этого недостатка, что делает возможным длительный мониторинг процессов клеточной дифференцировки — превращения стволовых клеток в специализированные клетки организма.

Во время экспериментов учёные в течение 13 дней отслеживали развитие стволовых клеток, а затем с помощью алгоритмов машинного обучения проанализировали более 15 тысяч изображений. Уже на второй день исследования система смогла разделить клетки на две группы — те, которые впоследствии сформируют костную ткань, и те, что превратятся в жировую. Это означает, что судьбу клетки можно предсказать задолго до появления внешних признаков её специализации.

По словам исследователей, технология открывает новые возможности для клеточной терапии. В будущем биосенсор можно будет использовать для проверки качества стволовых клеток перед трансплантацией, что поможет снизить риск осложнений и повысить эффективность лечения. Кроме того, разработка может оказаться полезной при создании методов терапии остеопороза, восстановлении костной ткани и регенерации сердечной мышцы после повреждений.

Авторы проекта отмечают, что нынешняя версия K9-MILo отслеживает только один тип эпигенетических меток. Следующим этапом станет создание более совершенного биосенсора, который сможет одновременно наблюдать за несколькими механизмами регуляции активности генов и давать ещё более полную картину процессов, происходящих внутри живых клеток.