Grøntsagsjuice, der oplyser tarmen

Pigmentet, der giver spinat og andre planter deres grønne farve, kan forbedre lægernes evne til at undersøge den menneskelige mave-tarmkanal.

Det viser en undersøgelse, offentliggjort i dag (11. juli, 2016) i bladet Avancerede materialer , som beskriver, hvordan klorofylbaserede nanopartikler suspenderet i væske er et effektivt billeddannende middel for tarmen.

"Vores arbejde tyder på, at denne spinat-lignende, nanopartikeljuice kan hjælpe læger med at få et bedre overblik over, hvad der sker inde i maven, tarme og andre områder af mave-tarmkanalen, " siger Jonathan Lovell, PhD, adjunkt ved Institut for Biomedicinsk Teknik ved UB's Ingeniørhøjskole, og undersøgelsens tilsvarende forfatter.

For at undersøge mave-tarmkanalen, læger bruger typisk røntgenstråler, magnetisk resonansbilleddannelse eller ultralyd, men disse teknikker er begrænset med hensyn til sikkerhed, tilgængelighed og mangel på tilstrækkelig kontrast, henholdsvis.

Læger udfører også endoskopier, hvor et lille kamera, der er fastgjort til et tyndt rør, indsættes i patientens krop. Selvom det er effektivt, denne procedure er udfordrende at udføre i tyndtarmen, og det kan forårsage infektioner, tårer og udgør andre risici.

Den nye undersøgelse, som bygger på Lovells tidligere medicinske billeddannelsesforskning, er et samarbejde mellem forskere ved UB og University of Wisconsin-Madison. Det fokuserer på klorofyl a, et pigment, der findes i spinat og andre grønne grøntsager, som er afgørende for fotosyntesen.

I laboratoriet, forskere fjernede magnesium fra klorofyl a, en proces, der ændrer pigmentets kemiske struktur til at danne en anden spiselig forbindelse kaldet pheophytin. Pheophytin spiller en vigtig rolle i fotosyntesen, fungerer som en gatekeeper, der tillader elektroner fra sollys at trænge ind i planter.

Næste, de opløste pheophytin i en opløsning af sæbeagtige stoffer kendt som overfladeaktive stoffer. Forskerne var derefter i stand til at fjerne næsten alle de overfladeaktive stoffer, efterlader næsten rene pheophytin nanopartikler.

Drikken, ved test i mus, tilvejebragt billeddannelse af tarmen i tre tilstande:fotoakustisk billeddannelse, fluorescensbilleddannelse og positronemissionstomografi (PET). (For PET, forskerne tilføjede drikken Copper-64, en isotop af metal, der i små mængder, er uskadelig for den menneskelige krop.)

Yderligere undersøgelser er nødvendige, men drikken har kommercielt potentiale, fordi den:

• Arbejder i forskellige billedbehandlingsteknikker.
• Bevæger sig stabilt gennem tarmen.
• Og er naturligt indtaget i den menneskelige kost allerede.

I laboratorietests, mus udskilte 100 procent af drikken i fotoakustisk og fluorescensbilleddannelse, og næsten 93 procent efter PET-testen.

"Veggejuicen giver mulighed for teknikker, der ikke almindeligvis bruges i dag af læger til at afbilde tarmen som fotoakustisk, KÆLEDYR, og fluorescens, " siger Lovell. "Og en del af appellen er saftens sikkerhed."