これで病気を早期発見！細胞を調べる新しい方法

・MicroColonyChipと呼ばれる新しい方法は、既存のゴールドスタンダードの手法よりもはるかに高速に、細胞の生存に対する化学的影響を正確に評価できます。

・これにより、科学者は細胞の生存における超微細な変化を観察することができます。

すべての病気は細胞の混乱です。 それらを治療するには、その原因を知ることが重要です。 病気の原因を知るには、特定の条件下で個々の細胞がどのように変化するかを調べることが重要です。

薬を作るには、さまざまな種類の細胞に対する毒性化合物の影響を分析する必要があります。 それぞれの薬は、特定の細胞を破壊するように設計されています。 ここ数十年で、科学者は、複雑な遺伝性の病気を含むいくつかの病気の原因となる分子異常を特定する可能性を大幅に高めてきました。

これは、細胞の生存率を分析することによって可能になりました。 近年、私たちは前例のない精度で細胞の生存を測定する最先端の技術があります。 ただし、それらのほとんどは、複雑で時間のかかるプロセスです。

これらの問題に対処するために、MITの研究者は、既存の技術よりもはるかに高速に細胞の生存に対する化学的影響を正確に評価できる新しい毒性試験をしました。 これは、科学者や製薬会社が新薬をより迅速に調査するのに役立つ可能性があります。

従来の方法

Colony formation assay (CFA) は、細胞の生存を調べるのに最適の方法です。細胞コロニーを組織培養皿で2〜3週間増殖させます。 この期間中、細胞に放射線または化合物をあてます。 次に、細胞に対する化学物質の影響を判断するために、コロニーの数を数えます（数時間かかります）。

また、研究者はどれがコロニーでどれが破片であるかを絶えず見ていなければならないため、カウントする時には注意が必要です。 この手法ではたくさんの細胞を増殖する場所が必要になるため（したがって、多数の化合物をテストする必要があります）、CFAの使用をやめた科学者もいます。

彼らは、CellTiter-GloやXTTなど、CFAほど高速ではない、感度と精度が低い他の手法に切り替えました。 これらのテストは、細胞の成長を直接測定するのではなく、ミトコンドリアの機能を検査します。

MicroColonyChip: 新しい手法

MITの研究者は、感度と精度のレベルを犠牲にすることなく、（数週間ではなく）数日で効果的な結果を生み出すことができる方法を考案したいと考えていました。 彼らは、プレート上に小さな源を作りMicroColonyChipを構築しました。

処理済みのセルと未処理のセルの両方を小さな源に配置すると、グリッド内に小さなコロニーが生成され始めます。 数日後、科学者は顕微鏡を使って、細胞の蛍光標識されたDNAを画像化できます。

蛍光標識されたDNA | 研究者からの提供

研究者はそれぞれの源の細胞増殖を評価するソフトウェアプログラムを開発しているため、蛍光DNAの量を手動で量る必要はありません。 さらに、化合物の毒性は、処理された細胞と処理されていない細胞の成長を比較することによってわかります。

テスト

チームはCFAをテストし、結果がほぼ同じであることを発見しました。 また、多くの製薬会社で使用されている他の一般的な毒性試験（CellTiter-GloおよびXTT）と比較しました。

CellTiter-Gloは、アデノシン三リン酸（細胞内で化学エネルギーを貯蔵および輸送するために使用される分子）の細胞内レベルを分析しますが、XTTは、細胞代謝の重要なステップであるテトラゾリウムを分解する細胞の能力を調べます。

その結果、MicroColonyChipはCellTiter-Gloと同じくらい感度が高く、XTTよりもはるかに感度が高いため、細胞の超微細な変化を観察できることがわかりました。

チームは、化学療法で使用される2つの有毒薬物の影響を分析することができ、MicroColonyChipがCFAを使用して得られた結果を正確に再現できることを発見しました。 次の計画は、他のさまざまな薬や細胞についてこの方法をテストすることです。