MENA Newswire , TOKYO : Các nhà nghiên cứu Nhật Bản đã phát triển một dạng da sống được cấy ghép, có khả năng phát sáng để báo hiệu những thay đổi sinh lý bên trong cơ thể, đánh dấu một bước tiến đáng kể trong việc theo dõi y tế tích hợp sinh học. Công trình này chứng minh rằng mô sống có thể hoạt động như một cảm biến sinh học liên tục, chuyển đổi các tín hiệu phân tử bên trong thành ánh sáng nhìn thấy được mà không cần đến thiết bị điện tử, pin hoặc nguồn điện bên ngoài.
Nghiên cứu này được dẫn dắt bởi các nhà khoa học tại Nhật Bản làm việc tại các viện nghiên cứu và công nghệ y tế, bao gồm các nhóm liên kết với Đại học Tokyo và Đại học Thành phố Tokyo. Kết quả nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí khoa học uy tín Nature Communications. Nghiên cứu mô tả một mảnh ghép da được tạo ra từ các tế bào gốc biểu bì được biến đổi gen, được thiết kế để phản ứng với các dấu ấn sinh học cụ thể liên quan đến viêm nhiễm.
Trong các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm, lớp da nhân tạo được cấy ghép lên chuột và tích hợp với mô tự nhiên của chúng. Khi các quá trình viêm được kích hoạt trong cơ thể, lớp da được cấy ghép phát ra tín hiệu huỳnh quang màu xanh lục có thể nhìn thấy được. Phản ứng này xảy ra mà không cần lấy mẫu xâm lấn, cung cấp một chỉ dẫn trực quan về hoạt động sinh học bên trong thông qua bề mặt da.
Làn da sống như một cảm biến sinh học
Theo nhóm nghiên cứu, mô được cấy ghép hoạt động như một hệ thống hiển thị sống. Các tế bào biểu bì đã được biến đổi được lập trình để sản xuất protein huỳnh quang khi chúng phát hiện ra những thay đổi trong các phân tử tín hiệu viêm. Bởi vì mô ghép bao gồm các tế bào da tự tái tạo, nó duy trì khả năng cảm nhận khi mô tái tạo tự nhiên theo thời gian, bắt chước sát sao hoạt động của da bình thường.
Theo dữ liệu được công bố, lớp da được cấy ghép vẫn ổn định và hoạt động tốt trong hơn 200 ngày ở các mô hình động vật. Các nhà nghiên cứu cho biết không cần thiết phải sử dụng thiết bị bên ngoài, kết nối dây dẫn hoặc chất hóa học bổ sung. Hệ thống này hoàn toàn dựa vào các quá trình sinh học của cơ thể vật chủ, khác biệt so với các cảm biến đeo được hoặc cấy ghép thông thường phụ thuộc vào thiết bị điện tử và nguồn điện.
Các nhà nghiên cứu nhấn mạnh rằng công trình này là bằng chứng tiền lâm sàng về tính khả thi của ý tưởng chứ không phải là ứng dụng lâm sàng. Các thí nghiệm được tiến hành hoàn toàn trong môi trường phòng thí nghiệm được kiểm soát chặt chẽ bằng cách sử dụng mô hình động vật. Nghiên cứu tập trung vào việc chứng minh tính khả thi, độ bền và sự tích hợp sinh học hơn là độ chính xác chẩn đoán hoặc ứng dụng điều trị ở người.
Ý nghĩa đối với việc theo dõi sức khỏe dài hạn
Những phát hiện này làm nổi bật một hướng đi tiềm năng cho việc theo dõi sức khỏe lâu dài mà không cần xét nghiệm máu lặp đi lặp lại hoặc cấy ghép thiết bị điện tử. Bằng cách chuyển đổi những thay đổi phân tử bên trong cơ thể thành các tín hiệu có thể nhìn thấy trên da, phương pháp này cung cấp một cách quan sát liên tục và thụ động. Các nhà nghiên cứu báo cáo rằng hệ thống có thể được điều chỉnh ở cấp độ tế bào để phản ứng với các tín hiệu sinh học khác nhau, tùy thuộc vào cách các tế bào được thiết kế.
Nghiên cứu lưu ý rằng các hệ thống cảm biến sinh học như vậy có thể rất hữu ích trong môi trường nghiên cứu, nơi cần theo dõi liên tục các trạng thái sinh lý. Tuy nhiên, các tác giả cũng nhấn mạnh rằng cần phải tiến hành thêm nhiều thử nghiệm chuyên sâu trước khi xem xét bất kỳ ứng dụng y tế nào ngoài các thiết lập thử nghiệm, bao gồm đánh giá an toàn, xem xét quy định và xác nhận trên các mô hình bổ sung.
Sự phát triển này dựa trên những tiến bộ rộng hơn trong y học tái tạo và sinh học tổng hợp, nơi các mô sống ngày càng được thiết kế để thực hiện các chức năng xác định. Bằng cách kết hợp tái tạo da với cảm biến phân tử, nhóm nghiên cứu Nhật Bản đã chứng minh rằng các mô sinh học có thể đóng vai trò là giao diện ổn định, lâu dài giữa sinh lý bên trong và quan sát bên ngoài.
Các nhà nghiên cứu kết luận rằng công trình của họ đặt nền tảng cho việc khám phá các mô sống như nền tảng giám sát trong tương lai. Mặc dù nghiên cứu hiện tại tập trung vào các tín hiệu liên quan đến viêm, thiết kế cơ bản cho thấy da nhân tạo có thể hoạt động như một chỉ báo trực quan về trạng thái sinh học bên trong, mở rộng bộ công cụ có sẵn cho nghiên cứu y sinh mà không cần đưa các thành phần điện tử vào cơ thể.
Bài đăng " Các nhà nghiên cứu Nhật Bản phát triển loại da sống phát sáng để theo dõi sức khỏe" xuất hiện đầu tiên trên Qatar Reporter .