Los investigadores de la Universidad de Illinois Urbana-Champaign ahora pueden aislar y caracterizar químicamente orgánulos individuales dentro de las células rápidamente. La nueva técnica pone a prueba los límites de la química analítica y revela rápidamente la composición química de los orgánulos que controlan el crecimiento biológico. desarrollo y enfermedad.

Los hallazgos del nuevo estudio, dirigido por el profesor de química Jonathan Sweedler, se publican en la revista Métodos de la naturaleza .

El nuevo enfoque localiza y aísla orgánulos individuales mediante microscopía óptica, luego los analiza químicamente a través de MALDI MS, o espectrometría de masas de ionización / desorción láser asistida por matriz. Todo el proceso lleva una hora, una tarea que podría llevar años a los analistas humanos.

"Las células no son solo pequeños sacos llenos de productos químicos, ", Dijo Sweedler." Contienen orgánulos que realizan funciones específicas. La capacidad de caracterizar la composición química de los orgánulos individuales debería conducir a una mejor comprensión de cómo las células se desarrollan y expresan enfermedades ".

Los investigadores dijeron que no son los primeros en caracterizar químicamente los orgánulos. Pero el uso de su enfoque automatizado de análisis químico y focalización es más rápido y preciso, y asegura que analizan exactamente lo que pretenden. De esta manera, pueden determinar la composición química de un solo orgánulo, no la composición promedio de una muestra más grande que contiene muchos orgánulos.

Para este estudio, el equipo se centró en las vesículas de la célula, tanto las variedades de núcleo denso como las lucentes, recolectadas de las babosas marinas, que son un modelo de estudio de neurociencia de uso común. Las vesículas se seleccionaron como el orgánulo de interés porque están involucradas en la señalización química de célula a célula. Los investigadores dijeron que también son más grandes que muchos de los otros orgánulos, haciéndolos excelentes primeros candidatos para demostrar las capacidades del nuevo enfoque.

"Analizamos aproximadamente 1, 000 vesículas individuales de babosas marinas, ", dijo el profesor de química Stanislav Rubakhin." Encontramos heterogeneidad entre los tipos de lípidos y péptidos biológicamente activos, lo que indica que MALDI MS es lo suficientemente sensible como para detectar diferencias químicas entre lo que se pensaba que eran los mismos tipos de orgánulos ".

Debido a que la enfermedad a menudo se detecta cuando aparecen células heterogéneas dentro de un solo tipo de tejido, Rubakhin dijo:la capacidad de discernir estas diferencias a nivel subcelular podría conducir a una detección y tratamiento más tempranos.

"Nuestro nuevo flujo de trabajo puede ayudar a la comunidad científica a completar la 'lista de piezas' de los orgánulos que se encuentran dentro de las células, ", dijo el estudiante de posgrado Daniel Castro." Tener esa lista de partes nos ayudará a determinar si falta algo o hay algo adicional en los orgánulos, ayudándonos a detectar cambios sutiles y estudiar cómo esos cambios se correlacionan con enfermedades como el cáncer y las relacionadas con el cerebro y la salud mental ".