A imagem lactente óptica não invasora detecta assinaturas moleculars adiantadas da doença

As circunstâncias crônicas que incluem a obesidade, a doença cardiovascular, e o cancro começam frequentemente com as mudanças adiantadas, subtis no metabolismo celular. Os pesquisadores na universidade dos topetes têm desenvolvido agora uma técnica de imagem lactente óptica não invasora que detectasse estas mudanças, fornecendo uma oportunidade adiantada para a pesquisa nova e a revelação terapêutica potencial.

“Antes dos sintomas e de dano visíveis da doença ocorra, a doença começa com as mudanças nas moléculas envolvidas no metabolismo que impedem da capacidade dos tecidos e das pilhas para funcionar correctamente,” Behrouz explicado Shabestari, Ph.D., director do programa na imagem lactente óptica no instituto nacional da imagem lactente e da tecnologia biológica biomedicáveis. “Este trabalho dos topetes é uma aproximação inovativa e altamente significativa para detectar assinaturas moleculars adiantadas da doença.”

O laboratório de Irene Georgakoudi, Ph.D., professor da engenharia biomedicável em topetes e em pesquisador do chumbo no estudo, especializa-se em usar a luz para interagir com as moléculas chaves que executam o metabolismo celular. Seus métodos permitem a imagem lactente das mudanças nestas moléculas chaves ao longo do tempo sem perturbar ou danificar as pilhas.

O grupo usou uma técnica chamada microscopia de fluorescência entusiasmado (TPEF) do dois-fotão para monitorar a actividade de duas moléculas envolvidas em funções metabólicas numerosas em todas as pilhas: dinucleotide de adenina de nicotinamida (NADH) e dinucleotide da adenina do flavin (FAD). o NADH e a MODA PASSAGEIRA são componentes-chave das reacções químicas contínuas da pilha que armazenam a energia e liberam então essa energia quando necessários para manter a pilha vivo e o funcionamento.

A imagem lactente de TPEF excita estas moléculas com um raio laser infravermelho próximo. O sinal fluorescente resultante fornece uma ferramenta óptica aos eventos fisiológicos e bioquímicos do monitor dentro das pilhas, que poderiam indicar o início da deficiência orgânica e da doença.

Para testar se o sistema da imagem lactente poderia identificar irregularidades no metabolismo da pilha, os pesquisadores usaram TPEF às pilhas cultivadas da imagem em que alteraram os processos metabólicos principais onde o NADH e a MODA PASSAGEIRA têm papéis críticos. Vivem as pilhas que eram pilhas incluídas usadas do coração, pilhas epiteliais, células estaminais, e pilhas (gordas) adiposas marrons. Mudando a função metabólica quando a imagem lactente NADH e a MODA PASSAGEIRA, elas determinaram se as mudanças nos testes padrões fluorescentes específicos destas duas moléculas eram bons indicadores da saúde ou da função da pilha.

As pilhas eram imaged sob a variação das circunstâncias experimentais que alteram os processos metabólicos normais envolvidos em produzir a energia. Os exemplos das circunstâncias testadas incluem as pilhas esfomeados da glicose, crescendo pilhas em baixos níveis do oxigênio (assim que em produção energética é incapaz), e expor pilhas à temperatura fria (que afeta o armazenamento de energia).

Sob cada um das circunstâncias experimentais, a imagem lactente de TPEF revelou testes padrões e os perfis originais da intensidade da fluorescência que indicaram que o NADH e a MODA PASSAGEIRA estavam nos determinados formulários ou lugar químicos que poderiam servir como um mapa para compreender porque uma pilha não está funcionando correctamente.

“Estes resultados demonstram o serviço público desta técnica de imagem lactente não invasora para identificar as pilhas insalubres que poderiam ser indicações adiantadas da revelação da doença,” disseram Georgakoudi. “Simultaneamente combinando a imagem lactente e análise das pilhas sob circunstâncias múltiplas nós podíamos ver a presença de mudanças metabólicas assim como sua natureza química a nível da único-pilha.”

As mudanças metabólicas criadas nas pilhas são similares às mudanças que ocorrem nas doenças tais como o cancro, a doença cardiovascular, e a obesidade. “Nós acreditamos que a técnica se transformará finalmente uma plataforma nova importante usada para compreender e para detectar tais doenças cedo no processo,” disse Georgakoudi. “TPEF igualmente será uma ferramenta inestimável para monitorar mudanças metabólicas em resposta aos tratamentos novos projetados retardar ou parar a doença antes do início da degeneração ou do dano do tecido.”

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