برای ارزیابی سلامت سلول، گلوکز را رصد کنید

23 جولای 2019 - یک روش جدید طیف سنجی نشان می دهد که استفاده از گلوکز توسط سلولهای زنده اطلاعات ارزشمندی را در مورد وضعیت عملکردی سلولها، بافتها و اندامها ارائه می دهد. تغییر در استفاده ی سلول از گلوکز می تواند نشان دهنده ی تغییرات در سلامت و پیشرفت بیماری باشد.

از مدتها پیش چگونگی استفاده از گلوکز توسط سلول، بعنوان پنجره ای برای ارزیابی سلامت عمومی مطرح بوده است. با این حال، ابزارهای تصویربرداری موجود فقط قادر به مشاهده ی وقایع اولیه در متابولیسم گلوکز مانند جذب گلوکز و توزیع متابولیت های کوچک برای تولید انرژی، بودند.

اکنون گروهی از دانشمندان به رهبری دکتر Wei Min، استاد دانشکده شیمی در دانشگاه کلمبیا در نیویورک، و حمایت مالی موسسه ی ملی تصویر برداری بیومدیکال و بیومهندسی(NIBIB)، یک تکنیک تصویربرداری جدید را ابداع کرده اند که دینامیک متابولیسم از زمان استفاده از گلوکز تا ساختن مولکول های پایین دستی، مانندDNA ، پروتئین ، لیپیدها و گلیکوژن، را مجسم می نماید. این تحقیق در نسخه ی ماه آوریل مجله ی Nature Biomedical Engineering منتشر شده است.

پرفسور بهروز شبستری مدیر برنامهی تصویربرداری نوری و طیف سنجی در NIBIB می گوید: دکتر Wei Min و همکارانش از روشهای پیچیده ی میکروسکوپی و محاسباتی برای توسعه تکنیک های تصویربرداری شیمیایی استفاده نموده و ما را به سمت شناسایی تغییرات اولیه در سلولها که منتهی به بیماری می شود، نزدیک تر کرده اند.

دکتر Min اضافه کرد: هدف ما شناسایی زودهنگام تغییراتی در سلول است که نشان دهنده ی شروع بیماری است، تا در نهایت بتوانیم بطور بالینی در مراحل اولیه ی فرآیند یک بیماری مداخله کرده و این روند را در مسیرهای آن قبل از ایجاد آسیب به بافت ها و اندام ها متوقف نماییم.

این گروه با استفاده از تکنیکی موسوم به طیف سنجی رامان،- که با استفاده از لیزر ارتعاشات شیمیایی را اندازه گیری کرده و مولکول های خاصی را در سلول ها شناسایی می کند-، تکنیک خود را ابداع نمودند. این روش جدید، ردیابی نوری ایزوتوپ دوتریوم (STRIDE) نام دارد. STRIDE با دنبال کردن گلوکز که با یک ایزوتوپ پایدار غیر رادیواکتیو هیدروژن بنام دوتریوم نشان دار شده است، کار می کند.

محققان گلوکز حاوی دوتریوم یاD7 - گلوکز، را وارد سلولها در محیط کشت کردند. آنها همچنین توانستند با افزودنD7 - گلوکزبه آب آشامیدنی، بافتهای موشها را به سادگی با D7 - گلوکز نشان دار کنند.

در سلولهای زنده و در بافتهای مختلفی که از موشها گرفته شده است، STRIDE به محققان اجازه داد که با دنبال نمودن-D7 گلوکز، مولکولهای خاصی که از آن سنتز می شوند از جمله لیپیدها ، پروتئینها وDNA  را شناسایی کنند. این روش امکان تشخیص دینامیک متابولیسم این مولکولهای بزرگ را در انواع اندامهای موش از جمله مغز ، روده ، کبد و چربی فراهم می کند.

نویسندگان اظهار داشتند که ارزیابی میزان استفاده از گلوکز با وضوح بالا توسط روشSTRIDE ، گامی قابل توجه به سمت تجزیه و تحلیل معنی دار وضعیت سلامت و بیماری سلول است. این تیم در حال تلاش برای استفاده از STRIDE همراه با آندوسکوپی هستند تا بتوانند در هنگام معایناتی مانند آندوسکوپی مری و سایر اندام ها، سلامت بافت ها را همزمان آنالیز کنند.

منبع:

https://medicalxpress.com/news/2019-07-cell-health-glucose.html