MENA Newswire , TOKYO : Nakabuo ang mga mananaliksik na Hapones ng isang itinanim na anyo ng buhay, ininhinyero na balat na kitang-kitang kumikinang upang magsenyas ng mga pagbabagong pisyolohikal sa loob ng katawan, na nagmamarka ng isang makabuluhang pagsulong sa biointegrated medical monitoring. Ipinapakita ng pag-aaral na ang buhay na tisyu ay maaaring gumana bilang isang patuloy na biological sensor, na isinasalin ang mga panloob na molekular na signal sa nakikitang liwanag nang hindi nangangailangan ng mga elektroniko, baterya, o panlabas na pinagmumulan ng kuryente.
Ang pananaliksik ay pinangunahan ng mga siyentipiko sa Japan na nagtatrabaho sa iba't ibang institusyon ng akademiko at medikal na teknolohiya, kabilang ang mga pangkat na kaakibat ng University of Tokyo at Tokyo City University. Ang kanilang mga natuklasan ay inilathala sa peer reviewed journal na Nature Communications. Inilalarawan ng pag-aaral ang isang skin graft na nilikha mula sa mga genetically engineered epidermal stem cell na idinisenyo upang tumugon sa mga partikular na biological marker na nauugnay sa pamamaga.
Sa mga pagsusuri sa laboratoryo, ang ininhinyerong balat ay itinanim sa mga daga at isinama sa natural na tisyu ng mga hayop. Kapag ang mga proseso ng pamamaga ay na-trigger sa loob ng katawan, ang itinanim na balat ay naglalabas ng nakikitang berdeng fluorescent signal. Ang tugon ay naganap nang walang invasive sampling, na nagbibigay ng direktang visual na indikasyon ng panloob na biyolohikal na aktibidad sa pamamagitan ng ibabaw ng balat.
Buhay na balat bilang isang biyolohikal na sensor
Ayon sa pangkat ng pananaliksik, ang itinanim na tisyu ay gumaganap bilang isang buhay na sistema ng pagpapakita. Ang mga binagong epidermal cell ay na-program upang makagawa ng isang fluorescent protein nang matukoy nila ang mga pagbabago sa mga molekula ng nagpapaalab na senyales. Dahil ang graft ay binubuo ng mga selula ng balat na kusang nagbabago, napanatili nito ang kakayahan nitong makaramdam habang ang tisyu ay natural na nagbabagong-buhay sa paglipas ng panahon, na halos ginagaya ang normal na pag-uugali ng balat.
Ang itinanim na balat ay nanatiling matatag at gumagana nang mahigit 200 araw sa mga modelo ng hayop, ayon sa nailathalang datos. Iniulat ng mga mananaliksik na walang pangangailangan para sa mga panlabas na aparato, mga koneksyon na naka-wire, o mga kemikal na refill. Ang sistema ay ganap na umaasa sa sariling mga prosesong biyolohikal ng katawan ng host, na kumakatawan sa isang pag-alis mula sa mga kumbensyonal na maaaring isuot o implantable na sensor na umaasa sa mga elektroniko at mga suplay ng kuryente.
Binigyang-diin ng mga mananaliksik na ang pag-aaral ay isang preclinical na patunay ng konsepto sa halip na isang klinikal na aplikasyon. Ang mga eksperimento ay isinagawa lamang sa mga kontroladong setting ng laboratoryo gamit ang mga modelo ng hayop. Ang pag-aaral ay nakatuon sa pagpapakita ng posibilidad, tibay, at biyolohikal na integrasyon sa halip na katumpakan ng diagnostic o therapeutic na paggamit sa mga tao.
Mga implikasyon para sa pangmatagalang pagsubaybay sa kalusugan
Itinatampok ng mga natuklasan ang isang potensyal na landas para sa pangmatagalang pagsubaybay sa kalusugan na umiiwas sa paulit-ulit na mga pagsusuri sa dugo o mga itinanim na elektronikong aparato. Sa pamamagitan ng pag-convert ng mga pagbabago sa molekula sa loob ng katawan tungo sa mga nakikitang signal sa balat, ang pamamaraan ay nag-aalok ng isang tuluy-tuloy at pasibong paraan ng pagmamasid. Iniulat ng mga mananaliksik na ang sistema ay maaaring iakma sa antas ng selula upang tumugon sa iba't ibang mga biyolohikal na signal, depende sa kung paano ininhinyero ang mga selula.
Binanggit sa pag-aaral na ang mga ganitong living sensor system ay maaaring maging mahalaga sa mga kapaligirang pananaliksik kung saan kinakailangan ang patuloy na pagsubaybay sa mga pisyolohikal na estado. Gayunpaman, binigyang-diin din ng mga may-akda na kinakailangan ang malawak na karagdagang pagsusuri bago ang anumang pagsasaalang-alang sa medikal na paggamit na lampas sa mga setting ng eksperimento, kabilang ang mga pagtatasa sa kaligtasan, pagsusuri ng mga regulasyon, at pagpapatunay sa mga karagdagang modelo.
Ang pag-unlad ay nakabatay sa mas malawak na pagsulong sa regenerative medicine at synthetic biology, kung saan ang mga buhay na tisyu ay lalong iniinhinyero upang maisagawa ang mga tinukoy na tungkulin. Sa pamamagitan ng pagsasama-sama ng skin regeneration at molecular sensing, ipinakita ng pangkat ng mga Hapones na ang mga biological tissue ay maaaring magsilbing matatag at pangmatagalang interface sa pagitan ng internal physiology at external observation.
Napagpasyahan ng mga mananaliksik na ang kanilang trabaho ay nagtatatag ng pundasyon para sa hinaharap na paggalugad ng mga buhay na tisyu bilang mga plataporma ng pagsubaybay. Habang ang kasalukuyang pag-aaral ay nakatuon sa mga senyales na may kaugnayan sa pamamaga, ang pinagbabatayang disenyo ay nagpapakita kung paano ang engineered na balat ay maaaring kumilos bilang isang visual na tagapagpahiwatig ng mga panloob na biological na estado, na nagpapalawak ng toolkit na magagamit sa biomedical na pananaliksik nang hindi nagpapakilala ng mga elektronikong bahagi sa katawan.
Ang post na nakabuo ang mga mananaliksik na Hapones ng kumikinang na buhay na balat para sa pagsubaybay sa kalusugan ay unang lumabas sa Kuwait Brief .