Ultrahurtig gentagen farvning og farvning af celleprøver til tumordiagnostik

Ved behandling af tumorer, mikromiljø spiller en vigtig rolle. Den indeholder ofte immunceller, der er så ændrede, at de fremmer tumorvækst. I journalen Angewandte Chemie , forskere har indført en metode, hvorved celleprøver fra tumorer og deres omgivelser hurtigt (under 1 time) kan cykles gennem farvning, ødelæggende, og derefter resterende med fluorescerende antistoffer - gennem vedhæftning af et "sort huldæmper" (fluorescensdæmper) ved hjælp af "klikkemi".

For effektivt og præcist at bekæmpe en tumor, det er vigtigt specifikt ikke kun at karakterisere tumorens celler, men også cellerne i dets mikromiljø, herunder tumorinfiltrerende immunceller. Indtil nu, analyser af disse dynamiske ændringer med konventionelle biopsier og vævsafsnit kan tage dage til uger, eller slet ikke forekommer før behandlingen. En alternativ metode er fin nålesugning, hvor kun nogle få tusinde celler tages fra forskellige dele af en tumor og dens omgivelser. Denne metode har få risici og er hurtigere, fordi den ikke kræver indlejring eller sektionering. Imidlertid, at opnå et repræsentativt skøn over immuncellepopulationerne i tumorens mikromiljø, mange forskellige pletter skal udføres. Fordi antallet af celler er så lille, det betyder, at den samme prøve flere gange skal farves, ødelagt, og plettet igen. Imidlertid, cellerne er for sarte til konventionelle, hård destaining, og procedurerne ville tage for lang tid.

Et team ledet af Jonathan Carlson og Ralph Weissleder ved Massachusetts General Hospital Research Institute og Harvard Medical School (Boston, MA, U.S.) har nu udviklet en ultrahurtig, yderst effektiv, og skånsom cyklisk metode til multiplexering af proteinprofilering af individuelle celler, hvilket giver mulighed for mange forskellige farvninger. I stedet for at splitte farvestoffet eller blegge det, fluorescensen af ​​pletten er simpelthen "slukket" med et sort hul slukker. Sorte hulslukkere absorberer energien fra et fluorescensfarvestof over hele det synlige spektrum og omdanner det til varme, så snart de kommer nær nok. Dette slukker farvestoffets glød.

Metoden går således:ved hjælp af et stik, der indeholder en trans-cyclooctengruppe, et fluorescerende farvestof er knyttet til antistoffer, der specifikt genkender de karakteristiske markørmolekyler i cellerne. Hvis målmarkøren er i en given prøve, antistoffet binder sig til det, og fluorescensen kan detekteres. Derefter tilsættes quencheren, der bærer en tetrazingruppe. Ved hjælp af denne tetrazingruppe og trans-cycloocten, slukkeren kan simpelthen vedhæftes ved at blive "klikket" på som med et snuptag (derfor udtrykket klikkemi for denne type reaktion). Slukkeren bringes således stedsspecifikt og meget hurtigt og effektivt nært farvestoffet, straks slukke sin fluorescens. Hurtigheden af ​​denne klikreaktion er bemærkelsesværdig, kører størrelsesordener hurtigere end forventet. Årsagen til dette kan være den stærke vekselvirkning mellem fluorescensfarvestoffet og slukkeren.

Det næste fluorescerende antistof kan påføres umiddelbart efter fluorescensdæmpningen. Forskerne var i stand til at plette tolv forskellige markørmolekyler i en prøve inden for en time. Dette gør det muligt hurtigt at karakterisere immuncellepopulationerne i tumorer for at vælge de mest egnede behandlinger.