Американские ученые разработали неинвазивный метод визуализации экспрессии генов на основе диффузионной магнитно-резонансной томографии (дМРТ). Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.

Существующие методы анализа экспрессии генов являются трудоемкими и проводятся ex vivo — на живом биоматериале, перенесенном в искусственную среду. Сбор образцов, расположенных в глубине тела, например опухолевых тканей, предполагает при этом проведение хирургических процедур (биопсии), которые являются болезненными и влекут за собой риск осложнений. Способов изучить экспрессию генов in vivo до сих пор не существует.

Чтобы восполнить пробел, ученые из Калифорнийского технологического института использовали методику дМРТ, которая позволяет неинвазивно оценить диффузию молекул воды в тканях организма, например мозга. С ее помощью авторы измеряли уровень экспрессии аквапоринов — мембранных белков, отвечающих за поступление в клетку молекул воды. Для этого целевые гены связывались с репортерным геном, который кодировал аквапорины.

Иллюстрация эффекта. / © M. Shapiro Laboratory, 2016

Ассоциация с репортерным геном должна была привести к тому, что гиперэкспрессия аквапоринов обнаруживала себя на МРТ и указывала на экспрессию целевых генов. Метод испытывался на мышах с опухолью головного мозга. После моделирования заболевания животным вводили препарат для активации гена-репортера — в результате часть опухоли выглядела на снимках МРТ темнее, при этом активация не влияла на состояние особей.

По мнению авторов, несмотря на то, что метод тестировался на животных, он имеет потенциал для клинических исследований. Поскольку ген, кодирующий аквапорины, является естественным, процедура не вызывает у организма иммунную реакцию и при этом не требует хирургического вмешательства. Кроме того, в отличие от аналогов, показанный ген-репортер имеет меньше ограничений, например по минимальному уровню металлов в тканях пациента.