Науковці з Массачусетського технологічного інституту запропонували спосіб розпізнавати старіючі клітини в живих тканинах, не вдаючись до їх руйнування. Метод поєднує раманівську мікроскопію, яка зчитує хімічний склад клітин за спектром відбитого світла, з даними експресії генів і машинним навчанням. У результаті виходить унікальний «штрих-код» — набір спектральних ознак, за якими можна відрізнити «зомбі-клітини» від звичайних.
З віком в організмі накопичуються клітини, які перестали ділитися, але не загинули. Вони виділяють запальні сигнали й сприяють розвитку раку, фіброзу та інших вікових порушень. Класичні маркери, як-от білки p16 і p21, потребують фіксації та руйнування зразка, тому їх не можна використовувати для прижиттєвої діагностики. Новий підхід вирішує цю проблему: раманівський спектр фіксує зміни в ліпідах та інших молекулах без втручання в клітину.
Дослідники порівняли тканини шкіри та легень молодих і старих мишей. У старих зразках помітно зріс синтез і накопичення ліпідів, а в шкірі посилилися шляхи, пов’язані зі скороченням м’язів і ремоделюванням позаклітинного матриксу. У легенях активувалися гени імунної відповіді та запалення. Ці біохімічні зсуви лягли в основу навчальної вибірки для алгоритму.
Машинне навчання виділило з тисяч спектральних піків кілька ключових, які найточніше корелюють зі станом клітинного старіння. Тепер, за задумом авторів, достатньо зареєструвати спектр у кількох характерних діапазонах, щоб з високою ймовірністю визначити, чи увійшла клітина в сенесцентний стан. Метод поки протестовано лише на мишах і в лабораторних умовах.
Перевага підходу очевидна: він не потребує біопсії й дозволяє в перспективі відстежувати динаміку накопичення зомбі-клітин у реальному часі. Однак дані обмежені тваринними моделями, а перенесення на людину потребуватиме перевірки на людських тканинах і клінічних випробувань. Крім того, раманівська мікроскопія поки не стала рутинним інструментом у клініці — обладнання дороге й потребує спеціальної підготовки.
Якщо метод підтвердить свою надійність, він може змінити уявлення про те, як вимірювати біологічний вік тканин. Замість непрямих маркерів крові чи руйнівних проб з’явиться можливість «зчитувати» стан клітин безпосередньо й неінвазивно. Це наблизить момент, коли терапії, спрямовані на видалення або омолодження старіючих клітин, зможуть спиратися на точні, індивідуальні дані про їх розподіл в організмі.
