Využití Ramanovy spektroskopie pro analýzu buněčného stárnutí
Výzkumný tým představil metodu umožňující neinvazivní identifikaci a kvantifikaci senescentních buněk v tkáních. Tato technologie využívá Ramanovu spektroskopii, která pracuje na principu rozptylu fotonů. Díky schopnosti detekovat specifické molekulární podpisy je možné mapovat zastoupení různých proteinů a dalších molekul v jednotlivých buňkách, což představuje základní princip pro sledování stavu buněčného stárnutí.
Nová analytická platforma s názvem RamanOmics
V rámci odborné studie byl vyvinut multimodální rámec označený jako RamanOmics. Tento systém integruje technologii label-free hyperspectral Raman imaging se sekvenováním RNA z jednotlivých jader (single-nucleus RNA sequencing) a prostorovou transkriptomikou. Cílem tohoto postupu je propojení biochemického stavu buněk s jejich transkripčními programy s vysokým prostorovým rozlišením.
Poznatky z testování na zvířecích modelech
Aplikace systému RamanOmics na vzorky plicní a kožní tkáně mladých a starých myší odhalila tkáňově specifické procesy související se stárnutím. U buněk plicní tkáně byla zaznamenána zvýšená aktivita v oblasti remodelace extracelulární matrix a signalizace prostřednictvím transformujícího růstového faktoru beta. V případě kožní tkáně byla stárnoucí populace buněk charakterizována především geny spojenými s epidermální diferenciací, jako jsou Krt10, Lor a Sbsn.
Výzkumníci identifikovali napříč různými typy tkání konzervovaný lipidový signál, který je spojen s výskytem senescentních buněk exprimujících protein p21. Na základě těchto dat byl vytvořen model strojového učení, který umožňuje multimodální identifikaci senescence in situ bez nutnosti destrukce vzorku. Tento přístup byl ověřen také na modelu hojení ran, kde RamanOmics potvrdila reaktivaci genů pro epidermální diferenciaci spolu s nárůstem lipidových signatur v senescentních buňkách. Prezentovaný rámec poskytuje metodiku pro škálovatelné profilování buněčných stavů nezávisle na typu analyzované tkáně.