Прозрачные мыши профессора Ali Ertürk: революция в испытаниях противораковых препаратов

Прогресс в онкологической биотехнологии требует постоянного испытания разных препаратов и методов лечения. Но получение точных результатов и выявление действительно эффективных подходов часто остаются сложным процессом. Его совершенствование может ускорить борьбу с раком и сделать ее результативнее. Здесь появляется новая технология — прозрачные мыши.

Как работает технология прозрачных мышей?

В 2018 году в исследовательском центре Helmholtz Munich профессор Ali Ertürk выяснил, как сделать мышь прозрачной. Теперь его команда усовершенствовала технологию, применяя химические вещества для выделения определенных типов тканей. Благодаря этому ткани стало возможно сканировать с невиданной прежде детализацией .

Метод способен выявлять небольшие опухоли, ранее остававшиеся незамеченными. Это важно, чтобы показать способность противоракового препарата уничтожать опухоли у мышей до испытания на людях. Работа может продвинуть медицинские исследования революционным образом .

Новая эпоха испытаний лекарств

Новый метод сканирования способен полностью изменить процесс испытаний противораковых препаратов. Их эффективность обычно сначала проверяют на мышах, и новая технология может сделать такие проверки эффективнее. 

Профессор Ertürk говорит, что его метод позволяет обнаруживать даже крошечные опухоли, которых не видно при МРТ — магнитно-резонансной томографии и ПЭТ-сканировании . Это важно для демонстрации способности препаратов уничтожать опухоли у мышей до начала испытаний на людях.

Придание мышам прозрачности и проверка эффективности препаратов

Обычно у лабораторных мышей вызывают рак и наблюдают за ростом опухоли стандартными методами сканирования. Затем их лечат испытываемым препаратом и сканируют повторно, чтобы увидеть, изменило ли лечение ситуацию.

Метод профессора Ertürk можно использовать только на мертвых мышах. После развития рака их делают прозрачными и исследуют новой техникой. Для проверки действия препарата будет достаточно сделать прозрачными всего несколько мышей.

Метод Ertürk внизу подробнее показывает опухолевую ткань. Обычное сканирование сверху, белым цветом, выявляет лишь крупнейшие скопления опухоли.

Подробности исследования

Согласно статье в Nature Biotechnology от 10 июля 2023 года, профессор Ali Ertürk и команда разработали новую технику «wildDISCO». Это химический метод, позволяющий стандартным антителам IgG проникать во все тело мыши. Его можно использовать для картирования молекулярной структуры и распределения клеток по всему организму. Особенно полезно это для понимания систем, проходящих через все тело, например нервной.

WildDISCO основан на извлечении холестерина — удалении молекул жира из ткани, — чтобы стандартные антитела могли проникать во все тело мыши. Это обеспечивает равномерное проникновение через разные тканевые слои, мышцы и кости. Метод создает карты распределения типов клеток и белков во всем организме мыши.

Работа может помочь лучше понять системы, проходящие через все тело, например нервную. Она образует сложную сеть, соединяющую разные органы, но ее точное распределение и участвующие типы клеток до сих пор полностью не известны. WildDISCO можно использовать для ответа на такие вопросы.

Кроме того, метод позволяет картировать другие системы тела мыши, например лимфатическую систему . Она регулирует циркуляцию жидкости и является важной частью иммунитета. Показывая распределение клеток и белков в лимфатической системе, WildDISCO помогает лучше понять совместную работу этих систем.

Наконец, технику можно применять для выявления редких типов клеток и структур в теле мыши. Например, исследователи могут обнаруживать редкие скопления иммунных клеток — третичные лимфоидные структуры — у мышей с раком. Эти структуры могут усиливать иммунный ответ в опухолевой ткани и стать потенциальной мишенью лечения.

Технологии и рак: будущие возможности

Сканирование может помочь лучше понять развитие таких заболеваний, как рак. Наблюдение за действием разных препаратов и методов лечения в контексте всего организма дает исследователям более широкую картину.

Еще одно преимущество — возможность хранить эти 3-мерные изображения онлайн и пользоваться библиотекой при планировании собственных опытов или изучении разных частей животного. Профессор Ertürk считает, что технология может в десять раз уменьшить использование лабораторных животных.

Новая технология не ограничивается мышами: ее можно применять к любым животным и даже для придания прозрачности человеческим тканям и органам.

Заключение

Технология прозрачных мышей и новый метод сканирования — захватывающее новшество в науке. Оно может помочь лучше понять развитие болезней и действие лечения. Технологический прогресс способен открыть новые пути выявления, лечения и профилактики рака. Все это можно считать большим шагом в борьбе с заболеванием.

Кто такой Ali Ertürk? Образование

Ertürk вырос в Турции и окончил бакалавриат по молекулярной биологии и генетике в Билькентском университете Анкары. Во время учебы он прошел две летние стажировки в нейробиологических лабораториях США — в медицинских школах Йеля и Гарварда. До этого он никогда не работал в исследовательской лаборатории, не покидал Турцию и не летал на самолете. «Для меня это было очень важно» , — говорит он. Для докторского исследования по нейронаукам он отправился в Институт нейробиологии Max Planck, где занимался технологиями визуализации и просветления тканей. Он фотографировал, соединяя обычный мир с микроскопическим. «Мне нравится фотографировать, особенно ночью». Он любит аудиокниги и приобретает по 70-80 книг в год.

Его  наставник  и генеральный директор Helmholtz Munich Matthias Tschöp сказал, что они объединяют «инженерию нового поколения» и технологии искусственного интеллекта, чтобы преобразовать  биомедицину  — именно такую задачу они перед собой поставили. «Со своим опытом в системной биомедицине, визуализации высокого разрешения и искусственном интеллекте Ali Ertürk воплощает того „гибридного“ ученого, который сегодня необходим для борьбы с растущими угрозами здоровью общества» , — говорит он. Помимо научных достижений,  «Ali обладает заразительно творческим умом». Это синтетически мыслящий человек с впечатляющими талантами успешного художника и фотографа.