Hvordan videospil inspirerede en kamp mod mitokondriesygdomme

Hvad har videospil og medicinske billedbehandlingsværktøjer til fælles?

Begge er drevet af synergien mellem software, elektronik og fysik - den magiske sovs bag mange moderne innovationer.

Arya Mugdha, en ph.d.-studerende ved Colorado State University, kender det selv. Videospil er det, der førte ham til biomedicinsk forskning.

Da han voksede op i Bangladesh, ønskede Mugdha at forstå videnskaben bag videospil og den computerhardware, der gjorde dem mulige. "Det er det, der inspirerede mig til at forfølge elektroteknik," sagde Mugdha.

Nu nærer hans nysgerrighed forskning, der en dag kan redde liv og forbedre sundhedsresultater for mennesker, der lider af ødelæggende helbredstilstande.

Diagnosticering og overvågning af mitokondriesygdomme uden biopsi

Mughda arbejder sammen med professor i elektro- og computeringeniør Jesse Wilson, som bruger avancerede mikroskopiteknikker og laserlys til at studere mitokondrier. De er ved at udvikle den indre funktion af et ikke-invasivt billeddannelsesværktøj, der kan kaste mere lys over mitokondriesygdomme og fremme forståelsen af, hvordan celler bruger energi.

Mitokondrier er vores cellers kraftværker:De omdanner næringsstoffer til energi. Men når de ikke fungerer, udsulter de cellerne for energi, hvilket fører til en lang række komplikationer fra synstab til for tidlig død.

Mugdha, Wilson og deres samarbejdspartnere leder en ny undersøgelse, der udnytter kraften ved transient absorptionsbilleddannelse til at muliggøre et uovertruffent syn på mitokondrier, der fungerer i deres naturlige miljø inde i levende celler.

Deres teknik kan føre til ikke-invasiv billeddannelse og behandling af mitokondriesygdomme, hvilket betyder uden behov for en biopsi.

"Potentielt kan du lægge en patients arm under en laser for at diagnosticere eller måle deres fremskridt uden at skulle skære væv ud," sagde Wilson, modtager af Lisa og Desi Rhoden University Professorship.

Mughda og hans medforskere bygger på resultater fra Wilsons nylige publikation, der analyserede mitokondrier i udskårne muskelfibre for at måle ophobningen af ​​elektroner i den mitokondrielle åndedrætskæde. Deres undersøgelse trækker også på Wilsons nyligt offentliggjorte opdagelse, der beviste, at forbigående absorptionsspektroskopi er følsom over for virkningerne af Barths syndrom, en type mitokondriel sygdom, på superkomplekser i elektrontransportkæden.

"Det er fascinerende at hjælpe med at bygge teknologier, der er i stand til at producere disse utroligt detaljerede billeder af celler," sagde Mugdha. "Fysikken i mikroskopet giver os mulighed for at se så meget mere."

Efter at Mugdha har opnået sin Ph.D., vil han bruge sin viden og kærlighed til teknologi til at gøre en forskel. "Jeg tror, ​​der er mange muligheder i industrien, som vil give mig mulighed for at gøre en stor indflydelse," sagde han.