Cosa hanno in comune i videogiochi e gli strumenti di imaging medico?

Entrambi sono guidati dalla sinergia tra software, elettronica e fisica, la salsa magica alla base di molte innovazioni moderne.

Arya Mugdha, una studentessa di dottorato della Colorado State University, lo sa in prima persona. I videogiochi sono ciò che lo ha portato alla ricerca biomedica.

Cresciuto in Bangladesh, Mugdha voleva comprendere la scienza dietro i videogiochi e l'hardware del computer che li ha resi possibili. "È ciò che mi ha ispirato a dedicarmi all'ingegneria elettrica", ha detto Mugdha.

Ora, la sua curiosità sta alimentando la ricerca che un giorno potrebbe salvare vite umane e migliorare i risultati sanitari per le persone che soffrono di condizioni di salute devastanti.

Diagnosi e monitoraggio delle malattie mitocondriali senza biopsia

Mughda sta lavorando con il professor Jesse Wilson di ingegneria elettrica e informatica che utilizza tecniche di microscopia avanzate e luce laser per studiare i mitocondri. Stanno sviluppando il funzionamento interno di uno strumento di imaging non invasivo che potrebbe fare più luce sulle malattie mitocondriali e far progredire la comprensione di come le cellule utilizzano l'energia.

I mitocondri sono le centrali elettriche delle nostre cellule:trasformano i nutrienti in energia. Ma quando non funzionano correttamente, affamano le cellule di energia, portando a una serie di complicazioni dalla perdita della vista alla morte prematura.

Mugdha, Wilson e i loro collaboratori stanno conducendo un nuovo studio che sfrutta il potere dell'imaging di assorbimento transitorio per consentire una visione senza precedenti del funzionamento dei mitocondri nel loro ambiente naturale all'interno delle cellule viventi.

La loro tecnica potrebbe portare all'imaging non invasivo e al trattamento delle malattie mitocondriali, ovvero senza la necessità di una biopsia.

"Potenzialmente, potresti mettere il braccio di un paziente sotto un laser per diagnosticare o misurare i suoi progressi senza dover tagliare il tessuto", ha affermato Wilson, destinatario della cattedra Lisa e Desi Rhoden University.

Mughda e i suoi colleghi ricercatori stanno basandosi sui risultati della recente pubblicazione di Wilson che ha analizzato i mitocondri nelle fibre muscolari asportate per misurare l'accumulo di elettroni nella catena respiratoria mitocondriale. Il loro studio si basa anche sulla scoperta recentemente pubblicata di Wilson che ha dimostrato che la spettroscopia di assorbimento transitorio è sensibile agli effetti della sindrome di Barth, un tipo di malattia mitocondriale, sui supercomplessi della catena di trasporto degli elettroni.

"È affascinante aiutare a costruire tecnologie in grado di produrre queste immagini incredibilmente dettagliate di cellule", ha affermato Mugdha. "La fisica al microscopio ci permette di vedere molto di più."

Dopo che Mugdha ha conseguito il dottorato, vuole usare la sua conoscenza e il suo amore per la tecnologia per fare la differenza. "Penso che ci siano molte opportunità nell'industria che mi permetteranno di avere un grande impatto", ha detto.