Технология, идею которой подсказала автору передвижная выставка «Миры тела», может существенно упростить биомедицинские исследования.
Пять лет назад Вивиана Градинару (Viviana Gradinaru), работавшая в нейробиологической лаборатории, занималась тем, что, объединяя изображения тонких срезов головного мозга мыши, получала трехмерную компьютерную картинку исследуемого объекта. Работа была трудоемкой и требовала много времени. В свободное время она иногда ходила на выставку «Миры тела» (Body Worlds), где ее особенно поражал вид подвергнутых пластинации тел умерших людей с их кровеносной системой, выставленной на всеобщее обозрение. Это не было праздным любопытством: многое, чем она занималось в лаборатории, можно было бы делать гораздо быстрее и результативнее, если использовать технологию, подобную применяемой создателем выставки.
«Высветление тканей» широко использовалось уже более столетия, но существующая методика включала выдерживание образцов в растворителях, разрушавших флуоресцирующие белки, которые визуализируют исследуемые клетки и ткани. В поисках другой, более совершенной технологии Градинару, в то время аспирантка, вместе со своими коллегами по Нейроиммунологической лаборатории Пола Паттерсона (Paul Patterson) решила заместить липидные молекулы, образующие каркас ткани, которые делают ее непрозрачной. Но чтобы предотвратить тканевый коллапс, нужно было заменить липиды другими структурными элементами. Вот в чем состояла инновация.
Грызуна умерщвляли и закачивали в его тело формальдегид, пока оно еще не остыло. Затем с него удаляли кожу и заполняли кровеносные сосуды акриламидными мономерами, белым веществом кристаллической структуры без запаха. Мономеры образовывали гидрогелевую арматурную сетку, которая заменяла липиды и не затемняла ткань. В конце концов они добились того, что тело мыши становилось прозрачным через две недели.
А вскоре исследователи получили детальную картину нервной системы грызуна. Полная прозрачность тела позволила идентифицировать периферические нервы — крошечные нервные веточки, назначение которых не вполне очевидно, — и проследить за проникновением вирусов сквозь гематоэнцефалический барьер, для чего вирусные частицы маркировали флуоресцирующим веществом, введя его в хвост мыши. «Это похоже на наблюдение целого мира, а не отдельных его сторон»,- говорит Градинару. Новая технология позволяет избежать ошибок, связанных с человеческим фактором, ускоряет работу лаборатории в целом, обеспечивает получение более информативных данных при меньшем числе подопытных животных. Градинару предлагает рецепт получения гидрогелевых смесей всем, кто в этом заинтересован. В будущем она намеревается применить свою технологию для обнаружения, картирования и изучения раковых и стволовых клеток.