Biohibrīda ādas transplantāts: fluorescējošs logs iekšējās veselības uzraudzībai

Biohibrīda ādas transplantāts: fluorescējošs logs iekšējās veselības uzraudzībai

Valkājamas veselības ierīces, piemēram, viedpulksteņi, tagad ir ierastas un ļauj nepārtraukti uzraudzīt fizioloģiskos signālus uz ādas virsmas. Nesen pētnieku grupa Japānā izstrādāja biohibrīda pieeju, kas darbojas ķermeņa iekšienē, pārvēršot mākslīgo ādu par redzamu iekšējo bioloģisko stāvokļu indikatoru.

Apvienotā pētniecības grupa, kuru vadīja Tokijas pilsētas universitāte un Tokijas Universitāte, sadarbībā ar RIKEN un Canon Medical Systems Co., ir prezentējusi vienu.dzīvo sensoru displejs: mākslīgais ādas transplantāts, kas reaģē uz noteiktiem biomarķieriem, piemēram: B. iekaisums, fluorescē. Ziņots iekšāDabas komunikācijaSistēma izmanto ķermeņa dabisko ādas atjaunošanos, lai atbalstītu biomarķieru ilgtermiņa uzraudzību, nodrošina vizuālu displeju bez asins paraugu ņemšanas pēc implantācijas un nodrošina intuitīvu novērtēšanu, izmantojot novērojumus.

Mehr als oberflächlich

Iekšējo biomarķieru – proteīnu, kas norāda uz iekaisumu, stresu vai slimībām – uzraudzība parasti balstās uz asins paraugiem vai ārēji pievienotiem sensoriem, kas darbojas tikai ierobežotu laika periodu.

"Parastās pieejas bieži ir invazīvas vai nodrošina tikai laika momentuzņēmumus," sacīja izcilais profesors Hiroyuki Fujita no Tokijas pilsētas universitātes (Tokijas Universitātes emeritētais profesors). "Mūsu mērķis bija izpētīt bioloģiski integrētu sistēmu, kas nodrošina nepārtrauktu uztveri un intuitīvu interpretāciju pat mājās."

Lai to panāktu, pētnieki izmantoja epidermas cilmes šūnas, kas dabiski baro un atjauno ādu visā tās dzīves laikā. Ģenētiski modificējot šīs šūnas, lai tās reaģētu uz iekaisuma signāliem, jo ​​īpaši, aktivizējot NF-κB ceļu, komanda izveidoja ādas audus, kas palielināja zaļās fluorescējošās olbaltumvielas (EGFP) ekspresiju, reaģējot uz iekaisuma signāliem.

Ja sensors ir ķermeņa daļa

Pārstādot pelēm, manipulētā āda tika uzpotēta un funkcionāli integrēta saimniekaudi. Kad tika izraisīts iekaisums, transplantētais apgabals izstaroja zaļo fluorescenci un iekšējos molekulāros signālus pārveidoja ārējā optiskā signālā.

Tā kā sensors sastāv no dzīvām epidermas cilmes šūnām, to uztur ādas dabiskā šūnu vielmaiņa.

Atšķirībā no tradicionālajām ierīcēm, kurām nepieciešami barošanas avoti vai regulāra nomaiņa, šo sistēmu bioloģiski uztur pats ķermenis. Mūsu eksperimentos sensora funkcionalitāte tika saglabāta vairāk nekā 200 dienas, jo manipulētās cilmes šūnas nepārtraukti atjaunoja epidermu.

Tokijas universitātes profesors Šodži Takeuči

Ceļā uz redzamu, ilgtermiņa biomarķieru uzraudzību

Šis pētījums parāda koncepcijas pierādījumu ilgtermiņa, bioloģiski integrētai uztveršanai bez baterijām, vadiem vai aktīvas lietotāja darbības. Lai gan šis darbs bija vērsts uz iekaisuma signalizāciju, pamatā esošā stratēģija ir pielāgojama. Modificējot molekulāros mērķus, varētu izstrādāt līdzīgi izstrādātas ādas konstrukcijas, kas reaģē uz dažādiem fizioloģiskiem vai vielmaiņas signāliem.

Pētnieki atzīmē, ka šai tehnoloģijai varētu būt pielietojums ārpus cilvēku veselības aprūpes, tostarp dzīvnieku izpētē un veterinārajā medicīnā, kur vizuālie veselības stāvokļa rādītāji var palīdzēt agrīni atklāt slimības dzīvniekiem, kuri nespēj paziņot simptomus.

Lai gan šis darbs joprojām ir agrīnā preklīniskajā stadijā, tas piedāvā bioloģiski pamatotu pieeju dzīvo audu saistīšanai ar sensora funkcijām un izjauc robežu starp bioloģiskajām sistēmām un tehniskajām ierīcēm.

Avoti: