I åldrande samhällen, ateroskleros (AS) och dess stora vaskulära komplikationer, hjärtinfarkt och stroke, utgör en ledande orsak till sjuklighet och dödlighet. Dessutom, barnfetma är ett ökande fenomen över hela världen och kommer att leda till ökad förekomst av hjärt- och kärlsjukdomar i yngre ålder. Forskning kring icke-invasiva metoder för sjukdomsdiagnostik är särskilt viktig för dessa patienter för att minska risken för invasiv analys och röntgenstrålning.

Plack består av fettämnen och leukocyter och ackumuleras vid artärernas väggar, gör dem tjockare. Det finns två olika placktyper:stabila och sårbara plack. Stabila AS-plack tenderar att vara rika på extracellulära matriser och glatta muskelceller. De kan vara asymtomatiska i många år, tills lumenstenos är allvarlig. Instabila plack är rika på vissa undergrupper av makrofager, skumceller och inflammatoriska celler, och har vanligtvis en svag fiberhatt. De är benägna att brista in i cirkulationen, inducerar trombbildning i lumen - en av de vanligaste och mest dödliga komplikationerna av AS. Konsekvenserna kan bli en hjärtinfarkt, en ischemisk stroke, eller en claudicatio från bristande blodtillförsel till benen. Dessa känsliga plack utgör en hög risk, speciellt med standardinvasiv diagnos genom kranskärlsangiografi. Än så länge, det finns inga icke-invasiva, kliniska metoder med låg risk för att upptäcka och särskilja AS-placktyper in vivo.

Forskare från universitetet i Leipzig, Translational Center for Regenerative Medicine (TRM) Leipzig (Tyskland), och Bar-Ilan University (Israel) föreslår nu en roman, ytterst känslig, enkel, billig och icke-invasiv biofotonikmetod som kan leda till identifiering av instabila plack. Det nya tillvägagångssättet bygger på närvaron av makrofager i sårbara plack och deras förmåga att ta upp guldnanopartiklar (GNP). Celler laddade med GNP kunde detekteras med diffusionsreflektionsmetoden i AS-plack.

Det finns flera möjliga sätt hur tillvägagångssättet skulle kunna omsättas i klinisk praxis. En kan vara administrering av BNP genom intravenös injektion. GNP bör då fagocyteras specifikt av vävnadsmakrofager eller genom cirkulerande monocyter/makrofager som infiltrerar vävnader. På grund av deras fysiska egenskaper, fagocyterad GNP inducerar förändringar i de optiska egenskaperna hos infiltrerade vävnader som effektivt kan visualiseras genom diffusionsreflektion (DR) med infrarött ljus.

För kvalitetssäkring, ett tillvägagångssätt för monocytsubtypselektiv GNP-laddning och kvantifiering av den differentiella partikelbelastningseffektiviteten med hjälp av cytometri utvecklades, också.