Οι ερευνητές είναι πρωτοπόρα μέθοδος για τη μέτρηση της ακαμψίας των ηπατικών ιστών χωρίς βλάβη

Οι ερευνητές είναι πρωτοπόρα μέθοδος για τη μέτρηση της ακαμψίας των ηπατικών ιστών χωρίς βλάβη

Ερευνητές στη Νότια Κορέα ανέπτυξαν ένα μοντέλο οργανοειδών ασθενειών και τεχνολογία ανάλυσης μη καταστροφικής ακαμψίας για να αξιολογήσουν την αποτελεσματικότητα νέων φαρμάκων για τη λιπώδη νόσο του ήπατος.

Ο Δρ. Hyunwoo Kim και ο Dr. Myungae Bae από το Ερευνητικό Ινστιτούτο Χημικής Τεχνολογίας της Κορέας (KRICT) οδήγησαν την ερευνητική ομάδα που ανέπτυξε την τεχνική ποσοτικής μέτρησης ακαμψίας με βάση νανο-ανιχνευτή για να ελαχιστοποιήσει το τεχνητό οργανοειδές μοντέλο ελαχιστοποιώντας παράλληλα τη ζημιά στους ιστούς.

Η μη αλκοολική λιπώδης νόσος του ήπατος εμφανίζεται όταν το υπερβολικό λίπος συσσωρεύεται στα ηπατικά κύτταρα από την υπερκατανάλωση τροφής ή την έλλειψη άσκησης, καθιστώντας το ήπαρ πιο μαλακό. Με την πάροδο του χρόνου, η κατάσταση μπορεί να οδηγήσει σε ίνωση, κίρρωση και τελικά απειλητικές για τη ζωή ασθένειες όπως ο καρκίνος του ήπατος. Ως εκ τούτου, είναι σημαντικό να εντοπιστούν αποτελεσματικές θεραπείες στα πρώιμα στάδια της λιπώδους νόσου του ήπατος στην ανάπτυξη φαρμάκων για ηπατικές παθήσεις.

Η ανάπτυξη φαρμάκων για ηπατική νόσο περιλαμβάνει επαναλαμβανόμενες δοκιμές υποψήφιων φαρμάκων έναντι οργανοειδών που προκαλούν νόσο και ανάλυση των αποκρίσεών τους. Συγκεκριμένα, η φυσική ακαμψία των ηπατικών ιστών είναι χρήσιμη για τον κατασκευαστή, υποδεικνύοντας την πρόοδο της NAFLD. Ωστόσο, οι συνεχείς και επιτόπιες μετρήσεις της ακαμψίας τους είναι προκλητικές επειδή οι τρέχουσες μέθοδοι μέτρησης βασίζονται κυρίως σε ολόκληρη την οργανοειδή περιοχή μέχρι την καταστροφή.

Η ερευνητική ομάδα έχει αναπτύξει μια τεχνική που επιτρέπει τη μη καταστροφική και in situ μέτρηση των ηπατικών οργανοειδών που έχουν διαμορφωθεί με λιπώδη νόσο του ήπατος, διατηρώντας παράλληλα στη ζωή. Εφαρμόζοντας κάποιες δυνάμεις νανο-Newton στη διεπαφή ανιχνευτή-οργανοειδούς χρησιμοποιώντας νανο-ανιχνευτές, η ομάδα μπόρεσε να μετρήσει ποσοτικά την εντοπισμένη ακαμψία χωρίς να καταστρέψει το οργανοειδές.

Για να αποδείξουν τη σκοπιμότητα της τεχνικής τοπικής μέτρησης ακαμψίας με βάση νανο-ανιχνευτή, έβαψαν το τεχνητό οργανοειδές με μια χρωστική ουσία για να εντοπίσουν πλούσιες/φτωχές περιοχές με υψηλή περιεκτικότητα σε λιπαρά όπου παρατηρούνται ισχυρές/ασθενείς εντάσεις φθορισμού.

Για τη μέτρηση της ακαμψίας, ο "νανο-ανιχνευτής" εισήχθη αργά σε οργανοειδή ιστό χρησιμοποιώντας μια άκρη μεγέθους νανομέτρων προσαρτημένη σε ένα μικροσκοπικό πρόβολο.

Ο βαθμός κάμψης του νανο-ανιχνευτή κατά τη συμπίεση του οργανοειδούς μετρήθηκε με ακρίβεια με ανάκλαση λέιζερ στην επιφάνεια του ανιχνευτή. Συσχετίζοντας τον βαθμό κάμψης με ακαμψία, ελήφθη η ποσοτικοποιημένη τιμή ακαμψίας όπως παραμετροποιήθηκε στο μέτρο του Young.

Σε αντίθεση με τις παραδοσιακές μεθόδους που απαιτούσαν χημική στερέωση που σκότωσε το οργανοειδές, η νέα τεχνική νανο-ανιχνευτή επιτρέπει «ζωντανές» μετρήσεις διατηρώντας παράλληλα τη βιωσιμότητα του οργανοειδούς στα μέσα καλλιέργειας. Εφαρμόζοντας μια ρηχή εσοχή περίπου 5 microns, η μέθοδος δεν βλάπτει καθόλου τον ηπατικό ιστό.

Η εφαρμογή της πρόσφατα αναπτυγμένης «τεχνολογίας μέτρησης ακαμψίας με νανο-ανιχνευτή» σε μη αλκοολούχα λιπώδη οργανοειδή μοντέλα ήπατος αποκάλυψε ότι η ακαμψία των περιοχών συσσωρευμένου λίπους ήταν περίπου 35% πιο ήπια σε σύγκριση με περιοχές με ασθενή φθορισμό. Αυτό επιβεβαιώνει την ικανότητα ακριβούς στόχευσης συγκεκριμένων περιοχών.

Η χρήση απεικόνισης φθορισμού της συσσώρευσης λιπιδίων για τον προσδιορισμό των σημείων μέτρησης μείωσε τον συνολικό χρόνο μέτρησης κατά περισσότερο από το μισό σε σύγκριση με τις μεθόδους τυχαίας δειγματοληψίας. Επιπλέον, η βιωσιμότητα των ηπατικών κυττάρων διατηρήθηκε σε πάνω από 97% μετά τη μέτρηση, δείχνοντας ελάχιστη βλάβη στους ιστούς.

Στο μέλλον, η ερευνητική ομάδα στοχεύει να αναπτύξει ένα σύστημα συνεχούς αξιολόγησης φαρμάκων που επιτρέπει τη μη καταστροφική παρακολούθηση της εξέλιξης της νόσου σε ένα μόνο οργανοειδές σε πολλαπλά στάδια.

Η ερευνητική ομάδα εξήγησε: «Αυτή η τεχνολογία επιτρέπει την εύκολη ανάλυση των αλλαγών του μοντέλου της νόσου κατά την ανάπτυξη φαρμάκων για λιπώδες ήπαρ. Ο Πρόεδρος του Krict, Lee Young-Kook, πρόσθεσε». Αναμένουμε ότι αυτή η τεχνολογία θα είναι εφαρμόσιμη όχι μόνο στην ανάπτυξη ηπατικών παθήσεων αλλά και σε άλλες εξελίξεις στη θεραπεία ασθενειών."

Πηγές: