Biomedicinsk udstyr designet med naturlig fluorescens til in vivo overvågning

Forskere ved UPV/EHU-Universitetet i Baskerlandet har udviklet en biomedicinsk enhed til celleimmunisolering (mikrokapsler) med luminescens til in vivo-sporing. Værket er udgivet i Journal of Biophotonics .

Forskere i UPV/EHU's NanoBioCel-gruppe sammen med University of Michigan (USA), har udviklet biomedicinske mikrokapsler til celleimmunisolering med en iboende evne, der gør det muligt at spore det, når det først er implanteret i organismen. Det innovative design udnytter et naturligt stof kaldet genipin, som udsender intenst, stabil fluorescens i det fjern-røde område.

Den ikke-invasive overvågning af biosystemer baseret på implanterede hydrogeler kræver generelt indirekte mærkning af køretøjet eller lasten, hvilket øger kompleksiteten og den potentielle risiko for, at dens funktionalitet kan blive ændret. For første gang, denne gruppe af forskere har vist, at hydrogel-baserede biosystemer kan fremstilles ved hjælp af biomaterialer med iboende egenskaber med det formål ikke-invasivt at overvåge dem, i dette tilfælde ved at bruge genipin.

"Det er vigtigt at påpege, at indtil nu, ingen har udnyttet den naturlige fluorescens udsendt af genipin som et ikke-invasivt overvågningssystem i celleterapier implanteret i levende væsener, " siger forskerne. "Som en første milepæl, vi har udviklet en innovativ immunisoleringsenhed, der har genipin indbygget i sit design, hvilket betyder, at det kan spores, når det først er implanteret i organismen. Gennem en faste, effektiv, ikke-cytotoksisk procedure, vi har maksimeret fluorescensen af ​​mikrokapslerne, opnåelse af et fremragende signal-til-støj-forhold. Vi har også valideret brugen af ​​genipin som en kvantitativ billeddannende sonde ved at demonstrere, at intens, stabil fluorescens med god linearitet af signal til dosis af implanterede mikrokapsler opnås over flere uger. Gennem denne strategi, vi har formået at evaluere den faktiske injicerede dosis og at overvåge dens position over tid, hvilket markant forbedrer biosikkerheden og effektiviteten af ​​terapien."

Idéen kunne også have en potentielt succesfuld anvendelse i industrien for nano-, mikro- og makroteknologier baseret på hydrogeler. Disse er bestemt til at være væsentlige komponenter både for biomedicinsk forskning og for fremskridt inden for klinisk medicin gennem applikationer, såsom vævsteknologi, regenerativ medicin. "Da disse fluorescensbilleddannelsessystemer gradvist implementeres i klinisk praksis, vi mener, at vores forslag med succes kunne anvendes til at fremme en lang række bioteknologier baseret på hydrogeler, herunder systemerne til levering af lægemidler og celler, vacciner eller biosensorer, " konkluderede de.