De senaste framstegen inom bildteknologin har gjort det möjligt att visualisera intracellulär dynamik, vilket ger en bättre förståelse för flera viktiga biologiska principer för att påskynda terapeutisk utveckling. Fluorescerande märkning är en sådan teknik som används för att identifiera intracellulära proteiner, deras dynamik och dysfunktion. Både interna såväl som externa prober med fluorescerande färgämnen används för detta ändamål, även om externa prober bättre kan visualisera intracellulära proteiner jämfört med de interna sonderna. Deras tillämpning är dock begränsad av ospecifik bindning till intracellulära komponenter, vilket resulterar i en låg målspecifik signalering och högre bakgrundsbrus.

Nyligen har en fluorescerande färgämnesmärkt immunosensor känd som Quenchbody (Q-body) framgångsrikt använts för att detektera antigener i lösningar eller på cellytan. En Q-kropp är i huvudsak ett antikroppsfragment med förmågan att binda ett specifikt antigen.

Mot denna bakgrund rapporterade forskare från Japan och Singapore, ledda av Prof. Hiroshi Ueda från Tokyo Institute of Technology (Tokyo Tech), Japan nyligen att Q-kroppar är tillämpliga för avbildning av intracellulära proteiner i levande celler. Deras resultat publiceras nu i Chemical Science .

"Eftersom Q-kroppen fungerar som ett platsspecifikt och antigenberoende bildverktyg, antog vi att den kommer att visa antigenberoende omkopplingsbar fluorescens vid interaktion med målproteinet, vilket möjliggör exakt visualisering av intracellulär dynamik. Vi demonstrerade detta genom att syntetisera en Q-body för p53, ett tumörsuppressorbiomarkörprotein som spelar en viktig roll i DNA-reparation, celldelning och celldöd", förklarar prof. Ueda.

Teamet syntetiserade en "dubbel" fluorescensfärgämnemärkt Q-kropp kallad "C11_Fab Q-body", som visade bättre känslighet och målspecificitet jämfört med konventionella sonder i humana cancerceller som uttrycker p53. Eftersom uttrycket av p53 ökar i cancerceller elektroporerade de Q-kroppen i flera mänskliga cancercellinjer för att validera deras hypotes.

Jämfört med en traditionell sond som visade kontinuerliga fluorescenssignaler även i frånvaro av p53, visade Q-body-sonden fluorescenssignaler i "fixerade" celler (celler med denaturerade proteiner för att stoppa nedbrytning) som uttrycker p53. Dessutom kunde Q-body-proben visualisera både vild (kontroll) och mutant typ p53 i fixerade cellprover.

Vidare observerade teamet fluorescenssignaler med 8 gånger högre intensitet i levande humana koloncancercellinjer med p53-uttryck jämfört med de negativa. Intressant nog var Q-kroppen stabil på lång sikt och uppvisade förändringar i fluorescensintensitet med experimentellt inducerade förändringar i p53-nivåer.

Flödescytometri avslöjade högre immunofluorescens med Q-kropp i celler som uttrycker p53. Vid sortering var dessutom förhållandet och fluorescenssignalen för dessa celler signifikant högre jämfört med de andra (med eller utan Q-kropp).

Prof. Ueda säger, "De befintliga teknikerna kan inte ge exakt avbildning av mindre rikliga intracellulära mål med hög specificitet och känslighet. I detta sammanhang visar vår studie potentialen hos Q-kroppar i levande cellavbildning för bättre visualisering av dynamiska intracellulära förändringar. , och tillhandahåller ett tillvägagångssätt för intracellulär antigenspecifik sortering av levande celler med hjälp av en Q-kropp."

När vi ser framåt kan vi förvänta oss utvecklingen av många fler Q-kroppar för att visualisera flera andra intracellulära biomarkörer, vilket öppnar dörrar till förbättrad cellbaserad terapeutisk utveckling och cancerforskning. + Utforska vidare

Sprider nytt ljus:En ny typ av immunosensor för immunoanalystester