En teknik som använder ljusbildning för att övervaka hur en typ av fettvävnad omvandlas till en annan har använts av A*STAR -forskare för att bättre förstå tillstånd som diabetes och fetma. Tekniken kan ligga till grund för ett snabbt och kostnadseffektivt sätt att övervaka denna konvertering.

De två huvudtyperna av fettvävnad har mycket olika egenskaper:vit (WAT) lagrar överskottsenergi och dess ackumulering är kopplad till fetma, medan brun (BAT) har enorma energiförbränningskapacitet. En del WAT kan omvandlas till BAT-liknande vävnad genom en process som kallas brunning som, åtminstone hos gnagare, har anti-fetma och antidiabetiska funktioner.

Nuvarande metoder för övervakning av brunfärgning är tidskrävande och grova. Två team på A*STAR Singapore Bioimaging Consortium under ledning av Shigeki Sugii och Malini Olivo samarbetade för att förbättra processen. De övervakade framgångsrikt brunfärgningsprocessen med hjälp av optiska spektroskopitekniker - diffus reflektansspektroskopi (DRS) och multispektral avbildning (MSI).

"DRS och MSI gjorde det möjligt att upptäcka och mäta halten av fettbränning inom några minuter, "säger Sugii." Detta står i skarp kontrast till traditionella analysmetoder som genuttryck, proteinanalys eller histologi, som vanligtvis tar dagar. "

Forskarna stimulerade brunfärgning i WAT från möss och kvantifierade processen med DRS, som detekterar mönstret för spritt ljus från ett prov som är upplyst med smalt våglängdsljus. DRS producerade distinkta spektrala "fingeravtryck" för WAT, brunande WAT, och BAT. MSI, som mäter reflekterat ljus vid specifika våglängder, kompletterade och validerade DRS -fynden. Forskarna validerade vidare dessa resultat genom att jämföra dem med resultaten från gen- och proteinanalysmetoder.

Värdet i att använda DRS och MSI för att upptäcka brunfärgning kommer från skillnaderna i WAT- och BAT -sammansättning. WAT består av en enda stor fettdroppe, medan BAT omfattar många små fettdroppar och energiförbränningsmaskiner (mitokondrier). Denna skillnad, särskilt i sammansättning, betyder att ljusbildningstekniker kan användas för att skilja dem åt. "Optisk spektroskopi kan fingeravtryck de inneboende skillnaderna i vävnadens optiska egenskaper, därigenom skilja mellan klassisk brun och vit fettvävnad, och vitt fett under brunningsprocessen, "förklarar Olivo.

Forskarna räknar med att dessa tekniker kan utvecklas för att studera brunfärgning hos levande djur och människor. "Dessa tekniker kommer att underlätta studien av samband mellan fetma och fettbrunningsförmåga, och den potentiella utvecklingen av terapeutiska tillvägagångssätt för att förbättra brunfärgning för att hantera fetma, säger Sugii.