Функциональный анализ клеток крови с помощью безметочных биосенсоров и технологий анализа отдельных клеток

В данном обзоре обобщено современное состояние методов безметочной идентификации и функциональной характеристики лейкоцитов с использованием биосенсоров и новых технологий анализа отдельных клеток. Растущий интерес к этой области обусловлен несколькими факторами, причем различные аспекты подчеркивают преимущества этих новых технологий по сравнению с классическими методами. Преимущество безметочной характеристики заключается в том, что маркировка клеток может влиять на их поведение и, следовательно, приводить к искаженному описанию изучаемых биологических явлений. Безметочные биосенсоры позволяют (i) сократить время обработки и затраты на реагенты, (ii) обеспечить диагностику по месту оказания медицинской помощи и (iii) использовать исследуемые клетки для последующих применений. Кроме того, (iv) безметочная детекция позволяет отслеживать кинетические процессы в реальном времени, открывая новые возможности по сравнению с традиционной структурной характеристикой. В обзоре основное внимание уделено методам характеристики отдельных клеток, особенно поверхностно-чувствительным технологиям. Последние разработки подчеркнули важность небольших клеточных популяций и отдельных клеток как в норме, так и при заболеваниях. Тем не менее методы, способные анализировать отдельные клетки, представляют собой перспективный инструмент для терапевтических подходов, при которых характеристика индивидуальных клеток необходима для оценки их клинического терапевтического потенциала. Большинство рассматриваемых подходов посвящено оценке клеточной активации и адгезии на функционализированных твердых субстратах, поскольку такой подход обладает наибольшими преимуществами. Анализ различных клеток на твердых субстратах не только позволяет охарактеризовать морфологию каждой клетки и тем самым более точно описать ее активацию, но и создает возможности для разработки мультиплексных измерений. При таком подходе можно параллельно исследовать различные стимулы и измерять авидность клеток к мишеням — важный аспект, которому в последнее время уделяется все больше внимания при характеристике T-клеток и эффекторных функций антител. Наконец, новые безметочные подходы позволяют извлекать немаркированные клетки для последующей обработки, например для анализа транскриптома, клонирования или оценки упомянутого клинического потенциала; обсуждаются текущие и возможные дальнейшие применения.