Kyle Quinn, profesor asistente de ingeniería biomédica en la Universidad de Arkansas, ha publicado una revisión que destaca los avances recientes en las imágenes de autofluorescencia y analiza su papel en la evaluación del metabolismo celular.

La autofluorescencia es la emisión de luz por moléculas presentes de forma natural en las células y los tejidos cuando esas moléculas han absorbido la luz.

Quinn y la estudiante de posgrado Olivia Kolenc han publicado un artículo en Antioxidantes y señalización redox , explicando que las células y los tejidos humanos contienen moléculas naturalmente fluorescentes que se pueden obtener y utilizar para evaluar el metabolismo celular para un amplio espectro de aplicaciones biomédicas, incluida la ingeniería de tejidos y la medicina regenerativa.

Las imágenes de autofluorescencia de estas moléculas naturalmente fluorescentes, el dinucleótido de nicotinamida y adenina (NADH) y el dinucleótido de flavina y adenina (FAD), pueden permitir a los investigadores evaluar la organización estructural de las mitocondrias y los detalles bioquímicos relacionados con el metabolismo celular. Esto se puede hacer a través de una medición llamada relación óptica redox, que cuantifica las concentraciones relativas de NADH y FAD. La distribución tridimensional de NADH y FAD dentro de las células se puede cuantificar de forma no invasiva en tejido vivo mediante el uso de un microscopio multifotónico.

Las mitocondrias son los orgánulos, o estructuras especializadas, dentro de las células que son responsables de la respiración y la producción de energía.

Tradicionalmente, esta técnica de imágenes se ha utilizado para controlar el metabolismo celular durante la hipoxia y el desarrollo del cáncer, Dijo Quinn. Pero él y Kolenc esperan que la mejora continua en la instrumentación y el análisis con estos métodos conduzca a aplicaciones más amplias y más avances en la ciencia básica. investigación preclínica y manejo clínico de enfermedades. Por ejemplo, parte de la investigación de Quinn se centra en la aplicación de esta técnica de imágenes al estudio de la cicatrización de heridas.

Quinn también es coautora de un nuevo estudio realizado por investigadores de la Universidad de Tufts, donde fue becario postdoctoral después de recibir su doctorado en la Universidad de Pennsylvania. El estudio destaca algunas de estas nuevas aplicaciones y métodos para la obtención de imágenes de autofluorescencia de NADH y FAD.

"La intensidad de la autofluorescencia puede ser una métrica útil para evaluar de manera no invasiva los cambios celulares metabólicos y funcionales para una variedad de aplicaciones bioquímicas, ", Dijo Quinn." Aquí en la U of A estamos particularmente entusiasmados con su uso para evaluar la cicatrización de heridas ".

La investigación de Quinn cuenta con el apoyo de los Institutos Nacionales de Salud, Departamento de Defensa, y el Instituto de Biociencias de Arkansas. En septiembre de 2017, recibió una subvención de $ 1.7 millones de los NIH para continuar desarrollando métodos de imágenes de autofluorescencia para cuantificar y comprender los retrasos relacionados con la edad en la cicatrización de heridas en la piel.

También en 2017, Quinn publicó una investigación que demuestra que durante las semanas posteriores a un ataque cardíaco, la pared del corazón lesionada adquiere más fibras de colágeno que son significativamente menos rígidas debido a la falta de enlaces cruzados de fibras naturalmente fluorescentes. Ese estudio apareció en Nature Publishing Group Informes científicos .