Kyle Quinn, assistente professore di ingegneria biomedica presso l'Università dell'Arkansas, ha pubblicato una recensione che mette in evidenza i recenti progressi nell'imaging in autofluorescenza e discute il suo ruolo nella valutazione del metabolismo cellulare.

L'autofluorescenza è l'emissione di luce da parte di molecole naturalmente presenti nelle cellule e nei tessuti quando tali molecole hanno assorbito la luce.

Quinn e la studentessa Olivia Kolenc hanno pubblicato un articolo in Antiossidanti e segnalazione Redox , spiegando che le cellule e i tessuti umani contengono molecole naturalmente fluorescenti che possono essere visualizzate e utilizzate per valutare il metabolismo cellulare per un ampio spettro di applicazioni biomediche, compresa l'ingegneria dei tessuti e la medicina rigenerativa.

L'imaging in autofluorescenza di queste molecole naturalmente fluorescenti - nicotinamide adenina dinucleotide (NADH) e flavin adenina dinucleotide (FAD) - può consentire ai ricercatori di valutare l'organizzazione strutturale dei mitocondri e i dettagli biochimici relativi al metabolismo cellulare. Questo può essere fatto attraverso una misurazione chiamata rapporto redox ottico, che quantifica le concentrazioni relative di NADH e FAD. La distribuzione tridimensionale di NADH e FAD all'interno delle cellule può essere quantificata in modo non invasivo nel tessuto vivente utilizzando un microscopio multifotonico.

I mitocondri sono gli organelli – o strutture specializzate – all'interno delle cellule responsabili della respirazione e della produzione di energia.

Tradizionalmente, questa tecnica di imaging è stata utilizzata per monitorare il metabolismo cellulare durante l'ipossia e lo sviluppo del cancro, ha detto Quinn. Ma lui e Kolenc si aspettano che il continuo miglioramento della strumentazione e dell'analisi con questi metodi porterà ad applicazioni più ampie e ulteriori progressi nella scienza di base, ricerca preclinica e gestione clinica della malattia. Per esempio, parte della ricerca di Quinn si concentra sull'applicazione di questa tecnica di imaging allo studio della guarigione delle ferite.

Quinn è anche coautore di un nuovo studio condotto da ricercatori della Tufts University, dove è stato borsista post-dottorato dopo aver conseguito il dottorato presso l'Università della Pennsylvania. Lo studio evidenzia alcune di queste nuove applicazioni e metodi per l'imaging in autofluorescenza di NADH e FAD.

"L'intensità dell'autofluorescenza può essere una metrica utile per valutare in modo non invasivo i cambiamenti cellulari metabolici e funzionali per una varietà di applicazioni biochimiche, "Quinn ha detto. "Noi qui alla U of A siamo particolarmente entusiasti del suo utilizzo nella valutazione della guarigione delle ferite".

La ricerca di Quinn è supportata dal National Institutes of Health, Dipartimento della Difesa, e l'Arkansas Biosciences Institute. A settembre del 2017, ha ricevuto una sovvenzione di 1,7 milioni di dollari dal NIH per continuare a sviluppare metodi di imaging in autofluorescenza per quantificare e comprendere i ritardi legati all'età nella guarigione delle ferite cutanee.

Anche nel 2017, Quinn ha pubblicato una ricerca che dimostra che durante le settimane successive a un attacco di cuore, la parete del cuore ferito acquisisce più fibre di collagene che sono significativamente meno rigide a causa della mancanza di reticolazioni di fibre naturalmente fluorescenti. Questo studio è apparso su Nature Publishing Group's Rapporti scientifici .