Неинвазивное оптически воображение обнаруживает предыдущие молекулярные подписи заболевания

Хронические условия включая тучность, сердечнососудистое заболевание, и рак часто начинают с предыдущими, тонкий изменениями в клетчатом метаболизме. Теперь исследователя на университете вихоров начинали неинвазивный оптически метод воображения который обнаруживает эти изменения, обеспечивая предыдущую возможность для нового исследования и потенциального терапевтического развития.

«Перед видимыми симптомами и повреждением заболеванием произойдите, заболевание начинает с изменениями в молекулах, котор включили в метаболизм которые затрудняют способность тканей и клеток действовать правильно,» объясненное Behrouz Shabestari, Ph.D., директор программы в оптически воображении на национальном институте биомедицинских воображения и биоинженерии. «Эта работа от вихоров новаторский и сильно значительно подход для обнаруживать предыдущие молекулярные подписи заболевания.»

Лаборатория Ирена Georgakoudi, Ph.D., профессора биомедицинского Инджиниринга на вихорах и исследователе руководства на изучении, специализирует в использовании света для того чтобы взаимодействовать с ключевыми молекулами которые работают клетчатый метаболизм. Их методы позволяют воображению изменений в этих ключевых молекулах над временем без нарушать или повреждать клетки.

Группа использовала вызванный метод возбужденной 2-фотоном микроскопией (TPEF) флуоресцирования для того чтобы контролировать работу 2 молекул, котор включили в многочисленние метаболически функции в всех клетках: dinucleotide аденина никотинамида (NADH) и dinucleotide аденина flavin (FAD). И NADH и ПРИХОТЬ ключевые компоненты химических реакций клетки непрерывных которые хранят энергия и после этого выпускают ту энергию когда необходимо для того чтобы держать клетку живым и действовать.

Воображение TPEF возбуждает эти молекулы с близко ультракрасным лазерным лучом. Возникающий дневной сигнал снабубежит оптически инструмент случаи монитора физиологопсихологические и биохимические внутри клетки, которые смогли показать натиск дисфункции и заболевания.

Для того чтобы испытать смогла ли система воображения определить незакономерности в метаболизме клетки, исследователя использовали TPEF к клеткам изображения выращиванным в питательной среде: в которых они изменило главные метаболически процессы где NADH и ПРИХОТЬ имеют критические роли. Живут клетки которые были используемыми включенными клетками сердца, покровными клетками, стволовыми клетками, и клетками adipose коричневого цвета (тучными). Путем изменять метаболически функцию пока воображение NADH и ПРИХОТЬ, они определили были ли изменения в специфических дневных картинах этих 2 молекул хорошими индикаторами здоровья или функции клетки.

Клетки были imaged под менять экспириментально условия которые изменяют нормальные метаболически процессы, котор включили в производить энергию. Примеры испытанных условий включают голодая клетки глюкозы, растущие клетки в низких уровнях кислорода (поэтому производство энергии неработоспособна), и подвергать действию клетки к холодной температуре (влияя на накопление энергии).

Под каждым из экспириментально условий, воображение TPEF показало уникально картины и профили интенсивности флуоресцирования которые показали что NADH и ПРИХОТЬ находились в некоторых химических формах или положениях которые смогли служить как карта понять почему клетка не действует правильно.

«Эти результаты демонстрируют общее назначение этого неинвазивного метода воображения для определять нездоровые клетки которые смогли быть предыдущими индикациями развития заболеванием,» сказали Georgakoudi. «одновременно совмещать воображение и анализ клеток под множественными условиями мы могли увидеть присутсвие метаболически изменений так же, как их химическая природа на одноячеистом уровне.»

Метаболически изменения созданные в клетках подобны к изменениям которые происходят в заболеваниях как рак, сердечнососудистое заболевание, и тучность. «Мы верим что метод в конечном счете станет важной новой платформой используемой для того чтобы понять и обнаружить такие заболевания в самом начале процесс,» сказало Georgakoudi. «TPEF также будет неоцененным инструментом для того чтобы контролировать метаболически изменения в ответ на новые обработки конструированные для того чтобы замедлять или останавливать заболевание перед натиском вырождения или повреждения ткани.»

Источник: https://www.nibib.nih.gov/news-events/newsroom/metabolic-imaging-targets-early-signs-disease-development

Advertisement