Biohibridinis odos transplantatas: fluorescencinis langas vidinės sveikatos stebėjimui

Biohibridinis odos transplantatas: fluorescencinis langas vidinės sveikatos stebėjimui

Nešiojami sveikatos prietaisai, tokie kaip išmanieji laikrodžiai, dabar yra įprasti ir leidžia nuolat stebėti fiziologinius signalus odos paviršiuje. Neseniai Japonijos tyrimų grupė sukūrė biohibridinį metodą, kuris veikia kūno viduje, paversdamas dirbtinę odą matomu vidinių biologinių būsenų rodikliu.

Bendra tyrimų grupė, vadovaujama Tokijo miesto universiteto ir Tokijo universiteto, bendradarbiaudama su RIKEN ir Canon Medical Systems Co., pristatė vieną.gyvo jutiklio ekranas: dirbtinis odos transplantatas, reaguojantis į tam tikrus biomarkerius, tokius kaip: B. uždegimas, fluorescuoja. Pranešta įGamtos bendravimasSistema naudoja natūralų organizmo odos regeneraciją, kad palaikytų ilgalaikį biožymenų stebėjimą, pateikia vaizdinį vaizdą be kraujo mėginių ėmimo po implantacijos ir leidžia intuityviai įvertinti stebint.

Daugiau nei paviršutiniškas

Vidinių biomarkerių – baltymų, rodančių uždegimą, stresą ar ligą – stebėjimas paprastai priklauso nuo kraujo mėginių arba iš išorės pritvirtintų jutiklių, kurie veikia tik ribotą laiką.

„Įprasti metodai dažnai yra invaziniai arba pateikia tik momentines laiko nuotraukas“, – sakė gerbiamasis Tokijo miesto universiteto profesorius Hiroyuki Fujita (Tokijo universiteto profesorius emeritas). „Mūsų tikslas buvo ištirti biologiškai integruotą sistemą, kuri įgalintų nuolatinį suvokimą ir intuityvią interpretaciją net namuose.

Norėdami tai pasiekti, mokslininkai panaudojo epidermio kamienines ląsteles, kurios natūraliai maitina ir atnaujina odą visą jos gyvenimą. Genetiškai modifikuojant šias ląsteles, kad jos reaguotų į uždegiminius signalus, ypač aktyvinant NF-κB kelią, komanda sukūrė odos audinį, kuris padidino žalio fluorescencinio baltymo (EGFP) ekspresiją reaguodama į uždegiminius signalus.

Jei jutiklis yra kūno dalis

Persodinus į peles, manipuliuojama oda buvo persodinta ir funkcionaliai integruota į šeimininko audinį. Kai buvo sukeltas uždegimas, persodinta sritis skleidė žalią fluorescenciją ir vidinius molekulinius signalus pavertė išoriniu optiniu signalu.

Kadangi jutiklis susideda iš gyvų epidermio kamieninių ląstelių, jį palaiko natūrali odos ląstelių metabolizmas.

Skirtingai nuo tradicinių prietaisų, kuriems reikia maitinimo šaltinių arba reguliaraus keitimo, šią sistemą biologiškai palaiko pats organizmas. Mūsų eksperimentuose jutiklio funkcionalumas buvo palaikomas daugiau nei 200 dienų, nes manipuliuojamos kamieninės ląstelės nuolat regeneravo epidermį.

Tokijo universiteto profesorius Shoji Takeuchi

Matomo, ilgalaikio biomarkerio stebėjimo link

Šis tyrimas parodo ilgalaikio, biologiškai integruoto jutimo be baterijų, laidų ar aktyvaus vartotojo veikimo koncepcijos įrodymą. Nors šis darbas buvo sutelktas į uždegiminį signalizavimą, pagrindinė strategija yra pritaikoma. Modifikavus molekulinius taikinius, būtų galima sukurti panašiai sukurtus odos konstruktus, kurie reaguoja į skirtingus fiziologinius ar metabolinius signalus.

Tyrėjai pažymi, kad ši technologija gali būti pritaikyta ne tik žmonių sveikatos priežiūrai, bet ir gyvūnų tyrimuose ir veterinarinėje medicinoje, kur vizualūs sveikatos būklės rodikliai gali padėti anksti nustatyti ligą gyvūnams, kurie negali perduoti simptomų.

Nors šis darbas vis dar yra ankstyvoje ikiklinikinėje stadijoje, jis siūlo biologiškai pagrįstą požiūrį į gyvų audinių susiejimą su jutimo funkcijomis ir ištrina liniją tarp biologinių sistemų ir techninių prietaisų.

Šaltiniai: