La représentation optique non envahissante trouve les signatures moléculaires tôt de la maladie

Les états chroniques comprenant l'obésité, la maladie cardio-vasculaire, et le cancer commencent souvent par les changements tôt et subtile du métabolisme cellulaire. Maintenant les chercheurs à l'université de touffes ont développé une technique d'imagerie optique non envahissante qui trouve ces modifications, fournissant une première occasion fournie pour la recherche neuve et le développement thérapeutique potentiel.

« Avant des sympt40mes et des dégâts visibles de la maladie produisez-vous, la maladie commence par des changements des molécules impliquées dans le métabolisme qui entravent la capacité des tissus et des cellules de fonctionner correctement, » Behrouz expliqué Shabestari, Ph.D., directeur du programme dans la représentation optique à l'institut national de la représentation biomédicale et de la bio-ingénierie. « Ce travail des touffes est une approche novatrice et hautement significative pour trouver les signatures moléculaires tôt de la maladie. »

Le laboratoire d'Irène Georgakoudi, Ph.D., professeur de génie biomédical aux touffes et au chercheur de fil sur l'étude, se spécialise en employant la lumière pour agir l'un sur l'autre avec les molécules principales qui font fonctionner le métabolisme cellulaire. Leurs méthodes permettent la représentation des changements de ces molécules principales au fil du temps sans déranger ou endommager les cellules.

Le groupe avait l'habitude une microscopie à fluorescence excitée parphoton appelé de technique (TPEF) pour surveiller l'activité de deux molécules impliquées dans de nombreux fonctionnements métaboliques en toutes les cellules : dinucléotide de l'adénine nicotinamide (NADH) et dinucléotide d'adénine de flavin (FAD). Le nadh et la MANIE sont des éléments clé des réactions chimiques continues des cellules qui enregistrent l'énergie et puis relâchent cette énergie si nécessaires pour maintenir la cellule vivant et le fonctionnement.

La représentation de TPEF excite ces molécules avec un faisceau laser infrarouge proche. Le signe fluorescent résultant fournit un outil optique aux événements physiologiques et biochimiques de moniteur dans les cellules, qui pourraient indiquer le début de dysfonctionnement et de maladie.

Pour vérifier si le système de représentation pourrait recenser des irrégularités dans le métabolisme de cellules, les chercheurs avaient l'habitude TPEF aux cellules cultivées d'image en lesquelles ils ont modifié des procédés métaboliques importants où le nadh et la MANIE ont des rôles critiques. Vivent les cellules qui étaient les cellules de coeur, les cellules épithéliales, les cellules souche, et les cellules incluses utilisées de graisse animale de brun (graisse). En changeant le fonctionnement métabolique tandis que la représentation nadh et la MANIE, elles déterminaient si les changements des configurations fluorescentes spécifiques de ces deux molécules étaient des bons indices de la santé ou du fonctionnement de la cellule.

Les cellules étaient imagées dans les conditions expérimentales variables qui modifient des procédés métaboliques normaux impliqués en produisant l'énergie. Les exemples des conditions vérifiées comprennent les cellules affamées du glucose, grandissant des cellules dans les niveaux à faible teneur en oxygène (ainsi la production d'énergie est inefficace), et exposant des cellules à la température froide (affectant le stockage de l'énergie).

Sous chacune des conditions expérimentales, la représentation de TPEF a indiqué de seuls configurations et profils d'intensité de la fluorescence qui ont indiqué que le nadh et la MANIE étaient dans les certaines formes ou emplacement chimiques qui pourraient servir de plan pour comprendre pourquoi une cellule ne fonctionne pas correctement.

« Ces résultats expliquent l'installation de cette technique d'imagerie non envahissante pour recenser les cellules malsaines qui pourraient être de premiers signes de développement de la maladie, » ont dit Georgakoudi. « En combinant simultanément la représentation et analyse des cellules dans des conditions multiples nous pouvions voir la présence des modifications métaboliques ainsi que leur nature chimique au niveau unicellulaire. »

Les modifications métaboliques produites dans les cellules sont assimilées aux modifications qui se produisent dans les maladies telles que le cancer, la maladie cardio-vasculaire, et l'obésité. « Nous croyons que la technique deviendra éventuel une plate-forme neuve importante utilisée pour comprendre et trouver de telles maladies tôt dans le procédé, » a indiqué Georgakoudi. « TPEF sera également un outil inestimable pour surveiller les modifications métaboliques en réponse aux demandes de règlement neuves conçues pour ralentir ou arrêter la maladie avant le début de la dégénérescence ou des dégâts de tissu. »

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