Вчені з Університету Бата здійснили значний прорив у біомедичних дослідженнях, створивши флуоресцентні молекули, здатні показувати, як глюкоза поводиться всередині живого організму у режимі реального часу. Ці спеціальні зонди не лише фіксують зміни рівня цукру, а й дозволяють візуалізувати процес його засвоєння клітинами.
Інноваційна технологія та її застосуванняГлюкоза — ключовий джерело енергії для клітин, але просте вимірювання її рівня у крові не розкриває, як саме її використовують різні клітини у конкретний момент. Щоб вирішити цю проблему, дослідники розробили зонди на основі боронових кислот, які вибірково реагують на цукри. Зміна концентрації глюкози супроводжується зміною флуоресцентного сигналу, що фіксується зондом.
Особливість методу полягає у використанні багатофотонної флуоресцентної мікроскопії часу життя (MP-FLIM). Ця технологія не лише оцінює інтенсивність світіння, а й вимірює, скільки часу триває флуоресцентний сигнал, дозволяючи створювати просторові карти активності глюкози у живих системах.
Від лабораторії до живих організмівПерші експерименти провели на клітинах у лабораторних умовах.
Далі технологію протестували на личинках рибок даніо, які широко використовуються у біомедичних дослідженнях. Дослідники виявили, що деякі зонди накопичуються в травній системі риб, а їх світіння змінюється після підвищення рівня глюкози, що дозволяє безпосередньо спостерігати реакцію організму на зміну цукру.
Особливо цікавими стали спостереження за рибками з мутацією, яка спричиняє дефіцит інсуліну та моделює діабетоподібний стан. У таких особин флуоресцентний сигнал був значно слабшим, що продемонструвало здатність технології визначати метаболічні порушення у живих організмах.
«Порушення обміну вуглеводів характерні не лише для діабету, а й для багатьох видів раку та інших метаболічних захворювань».
Відкриття відкриває перспективу застосування платформи для моніторингу інших цукрів та метаболічних маркерів, що особливо важливо для вивчення широкого кола хвороб.
Попри видатні результати, технологія перебуває на стадії лабораторних досліджень і тестується лише на клітинах і рибках даніо. Її майбутнє використання у клінічній практиці ще потребує додаткових досліджень та адаптації до складніших організмів.
Наукова команда, до складу якої увійшли фахівці з Університету Бата, Університету Бірмінгема, Автономного університету Мадрида, CSIC та STFC Rutherford Appleton Laboratory, присвятила дослідження пам’яті професора Джона С. Фоссі, одного з лідерів у галузі боронової хімії та молекулярного розпізнавання.
Масштабування цієї технології може дати дослідникам унікальний інструмент для спостереження за динамікою цукру і метаболічними процесами в організмі, що відкриває нові горизонти для розуміння діабету, раку та інших захворювань.
