Исследователи разработали новую флуоресцентную метку, которая визуализирует, как нарушается архитектура ДНК в раковых клетках. Полученные результаты могут улучшить диагностику рака. Авторы новой работы использовали ДНК-связывающий краситель, который создает высококачественные изображения с помощью флуоресцентной микроскопии со сверхразрешением.

Моя лаборатория сосредоточена на разработке методов микроскопии, чтобы визуализировать то, что нельзя увидеть обычным глазом. Наша группа одна из первых исследует возможности микроскопии со сверхразрешением для клинической области. Ранее мы улучшили пропускную способность и надежность, чтобы анализировать клинические образцы рака. Теперь у нас есть краситель ДНК, который легко использовать. Он решает еще одну большую проблему при внедрении этой технологии в уход за пациентами, – Ян Лю, доктор философии, адъюнкт-профессор медицины и биоинженерии в Университете Питтсбурга.

Внутри ядра клетки есть нити ДНК, которые намотаны на белки. Это похоже на бусины на нитке. Врачи обычно используют традиционные световые микроскопы, чтобы отследить разрушения в ДНК-белковом комплексе, или хроматине — это маркер рака или предраковых поражений.

Команда разработала новую метку, которая называется Hoechst-Cy5. Авторы объединили ДНК-связывающую молекулу Cy5 и флуоресцентный краситель под названием Hoechst.

Новый маркер делает визуализацию лучше, чем другие красители. Во время эксперимента исследователи сравнили колоректальную ткань с предраковыми и раковыми поражениями. В последних хроматин — нуклеопротеид, составляющий основу хромосом — был плотно упакован, особенно по краям ядра. Конденсированная ДНК светилась ярко, потому что более высокая плотность маркеров создает более сильный сигнал. Если хроматин свободно упакован, то свет получается более тусклым.

Чтобы выяснить, может ли структура хроматина дать представление о риске развития рака, Лю и ее команда исследовали пациентов с синдромом Линча — это наследственное заболевание, которое увеличивает риск развития нескольких типов рака, включая рак толстой кишки. Они изучали незлокачественную колоректальную ткань здоровых людей и пациентов с синдромом Линча.

Credit: University of Pittsburgh

Различия были поразительными. У пациентов с синдромом Линча, у которых ранее был рак толстой кишки, хроматин был гораздо менее конденсированным, чем в здоровых образцах. Это позволяет предположить, что нарушение хроматина может быть ранним признаком развития рака — даже в ткани, которая выглядит совершенно нормальной.