Kyle Quinn, assistent-professor biomedische technologie aan de Universiteit van Arkansas, heeft een recensie gepubliceerd waarin recente vorderingen op het gebied van autofluorescentiebeeldvorming worden belicht en de rol ervan bij het evalueren van het celmetabolisme wordt besproken.

Autofluorescentie is de emissie van licht door moleculen die van nature aanwezig zijn in cellen en weefsel wanneer die moleculen licht hebben geabsorbeerd.

Quinn en promovendus Olivia Kolenc hebben een artikel gepubliceerd in: Antioxidanten en Redox-signalering , uitleggen dat menselijke cellen en weefsels van nature fluorescerende moleculen bevatten die kunnen worden afgebeeld en gebruikt om het celmetabolisme te beoordelen voor een breed spectrum van biomedische toepassingen, inclusief tissue engineering en regeneratieve geneeskunde.

Autofluorescentiebeeldvorming van deze natuurlijk fluorescerende moleculen - nicotinamide-adenine-dinucleotide (NADH) en flavine-adenine-dinucleotide (FAD) - kan onderzoekers in staat stellen de structurele organisatie van mitochondriën en biochemische details met betrekking tot celmetabolisme te beoordelen. Dit kan worden gedaan door middel van een meting die een optische redoxverhouding wordt genoemd, die de relatieve concentraties van NADH en FAD kwantificeert. De driedimensionale verdeling van NADH en FAD in cellen kan niet-invasief worden gekwantificeerd in levend weefsel met behulp van een multifotonmicroscoop.

Mitochondriën zijn de organellen - of gespecialiseerde structuren - in cellen die verantwoordelijk zijn voor de ademhaling en energieproductie.

traditioneel, deze beeldvormingstechniek is gebruikt om het celmetabolisme te volgen tijdens hypoxie en de ontwikkeling van kanker, zei Quinn. Maar hij en Kolenc verwachten dat voortdurende verbetering van instrumentatie en analyse met deze methoden zal leiden tot bredere toepassingen en verdere vooruitgang in de basiswetenschap, preklinisch onderzoek en klinische behandeling van ziekten. Bijvoorbeeld, een deel van Quinns onderzoek richt zich op het toepassen van deze beeldvormende techniek op de studie van wondgenezing.

Quinn is ook co-auteur van een nieuwe studie van onderzoekers van Tufts University, waar hij een postdoctoraal onderzoeker was na het behalen van zijn doctoraat aan de Universiteit van Pennsylvania. De studie belicht enkele van deze nieuwe toepassingen en methoden voor autofluorescentiebeeldvorming van NADH en FAD.

"Autofluorescentie-intensiteit kan een nuttige maatstaf zijn om metabolische en functionele cellulaire veranderingen niet-invasief te beoordelen voor een verscheidenheid aan biochemische toepassingen, " zei Quinn. "Wij hier bij de U van A zijn bijzonder enthousiast over het gebruik ervan bij het evalueren van wondgenezing."

Quinn's onderzoek wordt ondersteund door de National Institutes of Health, Ministerie van Defensie, en het Arkansas Biosciences Institute. In september 2017, hij ontving een subsidie ​​van $ 1,7 miljoen van de NIH om door te gaan met het ontwikkelen van autofluorescentie-beeldvormingsmethoden om leeftijdsgerelateerde vertragingen in de genezing van huidwonden te kwantificeren en te begrijpen.

Ook in 2017, Quinn publiceerde onderzoek dat aantoont dat gedurende de weken na een hartaanval, de beschadigde hartwand krijgt meer collageenvezels die aanzienlijk minder stijf zijn door een gebrek aan natuurlijk fluorescerende vezelverknopingen. Die studie verscheen in Nature Publishing Group's Wetenschappelijke rapporten .