Pesquisadores da Universidade de Illinois Urbana-Champaign agora podem isolar rapidamente e caracterizar quimicamente organelas individuais dentro das células. A nova técnica testa os limites da química analítica e revela rapidamente a composição química das organelas que controlam o crescimento biológico, desenvolvimento e doença.

As descobertas do novo estudo, liderado pelo professor de química Jonathan Sweedler, são publicados no jornal Métodos da Natureza .

A nova abordagem localiza e isola organelas individuais usando microscopia de luz, em seguida, analisa-os quimicamente por meio de MALDI MS, ou espectrometria de massa de dessorção / ionização por laser assistida por matriz. Todo o processo leva uma hora - uma tarefa que pode levar anos para analistas humanos.

"As células não são apenas pequenos sacos cheios de produtos químicos, "Disse Sweedler." Eles contêm organelas que desempenham funções específicas. A capacidade de caracterizar a composição química de organelas individuais deve levar a uma melhor compreensão de como as células se desenvolvem e expressam doenças. "

Os pesquisadores disseram que não são os primeiros a caracterizar quimicamente organelas. Mas usar sua abordagem automatizada de segmentação e análise química é mais rápido e preciso, e garante que eles analisem exatamente o que pretendem. Por aqui, eles podem determinar a composição química de uma única organela - não a composição média de uma amostra maior contendo muitas organelas.

Para este estudo, a equipe se concentrou nas vesículas da célula - variedades de núcleo denso e lúcido - coletadas de lesmas do mar, que são um modelo de estudo da neurociência comumente usado. As vesículas foram selecionadas como a organela de interesse porque estão envolvidas na sinalização química célula a célula. Os pesquisadores disseram que eles também são maiores do que muitas das outras organelas, tornando-os excelentes primeiros candidatos para demonstrar as capacidades da nova abordagem.

"Analisamos aproximadamente 1, 000 vesículas individuais de lesmas do mar, ", disse o professor de química Stanislav Rubakhin." Encontramos heterogeneidade entre os tipos de lipídios e peptídeos biologicamente ativos, indicando que MALDI MS é sensível o suficiente para detectar diferenças químicas entre o que se pensava serem os mesmos tipos de organelas. "

Como a doença é frequentemente detectada quando células heterogêneas aparecem dentro de um único tipo de tecido, Rubakhin disse, a capacidade de discernir essas diferenças no nível subcelular pode levar à detecção e tratamento mais precoces.

"Nosso novo fluxo de trabalho pode ajudar a comunidade científica a completar a 'lista de peças' das organelas encontradas dentro das células, "disse o estudante de graduação Daniel Castro." Ter essa lista de peças nos ajudará a determinar se algo está faltando ou se há algo extra dentro das organelas, ajudando-nos a detectar mudanças sutis e estudar como essas mudanças se correlacionam com doenças como o câncer e aquelas relacionadas ao cérebro e à saúde mental. "