Kyle Quinn, biträdande professor i biomedicinsk teknik vid University of Arkansas, har publicerat en recension som belyser de senaste framstegen inom autofluorescensavbildning och diskuterar dess roll vid utvärdering av cellmetabolism.
Autofluorescens är emission av ljus från molekyler som finns naturligt i celler och vävnad när dessa molekyler har absorberat ljus.
Quinn och doktoranden Olivia Kolenc har publicerat en artikel i Antioxidanter och redoxsignalering , förklarar att mänskliga celler och vävnader innehåller naturligt fluorescerande molekyler som kan avbildas och användas för att bedöma cellmetabolism för ett brett spektrum av biomedicinska tillämpningar, inklusive vävnadsteknik och regenerativ medicin.
Autofluorescensavbildning av dessa naturligt fluorescerande molekyler - nikotinamidadenindinukleotid (NADH) och flavinadenindinukleotid (FAD) - kan tillåta forskare att bedöma den strukturella organisationen av mitokondrier och biokemiska detaljer relaterade till cellmetabolism. Detta kan göras genom en mätning som kallas ett optiskt redoxförhållande, som kvantifierar de relativa koncentrationerna av NADH och FAD. Den tredimensionella fördelningen av NADH och FAD inom celler kan kvantifieras icke-invasivt i levande vävnad genom att använda ett multifotonmikroskop.
Mitokondrier är organeller – eller specialiserade strukturer – i celler som är ansvariga för andning och energiproduktion.
Traditionellt, denna bildteknik har använts för att övervaka cellmetabolism under hypoxi och cancerutveckling, sa Quinn. Men han och Kolenc förväntar sig att fortsatt förbättring av instrumentering och analys med dessa metoder kommer att leda till bredare tillämpningar och ytterligare framsteg inom grundläggande vetenskap, preklinisk forskning och klinisk behandling av sjukdomar. Till exempel, en del av Quinns forskning fokuserar på att tillämpa denna bildteknik för att studera sårläkning.
Quinn är också medförfattare till en ny studie av forskare vid Tufts University, där han var postdoktor efter att ha tagit sin doktorsexamen vid University of Pennsylvania. Studien belyser några av dessa nya tillämpningar och metoder för autofluorescensavbildning av NADH och FAD.
"Autofluorescensintensitet kan vara ett användbart mått för att icke-invasivt bedöma metabola och funktionella cellulära förändringar för en mängd olika biokemiska tillämpningar, ", sa Quinn. "Vi här på U of A är särskilt glada över dess användning för att utvärdera sårläkning."
Quinns forskning stöds av National Institutes of Health, Försvarsdepartementet, och Arkansas Biosciences Institute. I september 2017, han fick ett anslag på 1,7 miljoner dollar från NIH för att fortsätta utveckla autofluorescensavbildningsmetoder för att kvantifiera och förstå åldersrelaterade förseningar i hudsårläkning.
Även 2017, Quinn publicerade forskning som visar att under veckorna efter en hjärtattack, den skadade hjärtväggen får fler kollagenfibrer som är betydligt mindre styva på grund av brist på naturligt fluorescerande fibertvärbindningar. Den studien dök upp i Nature Publishing Groups Vetenskapliga rapporter .
