MENA Newswire , TOKYO : Penyelidik Jepun telah membangunkan satu bentuk kulit hidup yang diimplan dan direkayasa yang bersinar secara nyata untuk menandakan perubahan fisiologi di dalam badan, menandakan kemajuan yang ketara dalam pemantauan perubatan biointegrasi. Kajian ini menunjukkan bahawa tisu hidup boleh berfungsi sebagai sensor biologi berterusan, menterjemahkan isyarat molekul dalaman kepada cahaya yang boleh dilihat tanpa memerlukan elektronik, bateri atau sumber kuasa luaran.
Kajian ini diketuai oleh saintis di Jepun yang bekerja di seluruh institusi teknologi akademik dan perubatan, termasuk pasukan yang bergabung dengan Universiti Tokyo dan Universiti Bandar Tokyo. Penemuan mereka diterbitkan dalam jurnal yang dikaji semula oleh rakan sebaya Nature Communications. Kajian ini menerangkan cantuman kulit yang dihasilkan daripada sel stem epidermis yang direka bentuk secara genetik untuk bertindak balas terhadap penanda biologi tertentu yang berkaitan dengan keradangan.
Dalam ujian makmal, kulit yang direkayasa telah diimplan pada tikus dan disepadukan dengan tisu semula jadi haiwan. Apabila proses keradangan dicetuskan di dalam badan, kulit yang diimplan memancarkan isyarat pendarfluor hijau yang boleh dilihat. Tindak balas berlaku tanpa persampelan invasif, memberikan petunjuk visual langsung aktiviti biologi dalaman melalui permukaan kulit.
Kulit hidup sebagai sensor biologi
Menurut pasukan penyelidikan, tisu yang diimplan berfungsi sebagai sistem paparan hidup. Sel-sel epidermis yang diubah suai telah diprogramkan untuk menghasilkan protein pendarfluor apabila ia mengesan perubahan dalam molekul isyarat keradangan. Oleh kerana cantuman terdiri daripada sel-sel kulit yang memperbaharui diri, ia mengekalkan keupayaan pengesanannya apabila tisu tumbuh semula secara semula jadi dari semasa ke semasa, meniru tingkah laku kulit yang normal.
Kulit yang diimplan kekal stabil dan berfungsi selama lebih daripada 200 hari dalam model haiwan, menurut data yang diterbitkan. Penyelidik melaporkan tiada keperluan untuk peranti luaran, sambungan berwayar atau isi semula kimia. Sistem ini bergantung sepenuhnya pada proses biologi badan perumah sendiri, yang mewakili penyimpangan daripada sensor boleh pakai atau boleh implan konvensional yang bergantung pada elektronik dan bekalan kuasa.
Para penyelidik menekankan bahawa kajian ini merupakan bukti konsep praklinikal dan bukannya aplikasi klinikal. Eksperimen dijalankan secara eksklusif dalam persekitaran makmal terkawal menggunakan model haiwan. Kajian ini memberi tumpuan kepada menunjukkan kebolehlaksanaan, ketahanan dan integrasi biologi dan bukannya ketepatan diagnostik atau penggunaan terapeutik pada manusia.
Implikasi untuk pemantauan kesihatan jangka panjang
Penemuan ini mengetengahkan laluan berpotensi untuk pemantauan kesihatan jangka panjang yang mengelakkan ujian darah berulang atau peranti elektronik yang diimplan. Dengan menukar perubahan molekul di dalam badan kepada isyarat yang boleh dilihat pada kulit, pendekatan ini menawarkan kaedah pemerhatian yang berterusan dan pasif. Para penyelidik melaporkan bahawa sistem ini boleh diadaptasi pada peringkat selular untuk bertindak balas terhadap isyarat biologi yang berbeza, bergantung pada bagaimana sel-sel direkayasa.
Kajian itu menyatakan bahawa sistem sensor hidup sedemikian boleh menjadi berharga dalam persekitaran penyelidikan di mana pemantauan berterusan terhadap keadaan fisiologi diperlukan. Walau bagaimanapun, penulis juga menekankan bahawa ujian lanjut yang meluas diperlukan sebelum sebarang pertimbangan penggunaan perubatan di luar tetapan eksperimen, termasuk penilaian keselamatan, semakan kawal selia dan pengesahan dalam model tambahan.
Perkembangan ini dibina berdasarkan kemajuan yang lebih luas dalam perubatan regeneratif dan biologi sintetik, di mana tisu hidup semakin direkayasa untuk melaksanakan fungsi yang ditetapkan. Dengan menggabungkan regenerasi kulit dengan penderiaan molekul, pasukan Jepun menunjukkan bahawa tisu biologi boleh berfungsi sebagai antara muka yang stabil dan tahan lama antara fisiologi dalaman dan pemerhatian luaran.
Para penyelidik menyimpulkan bahawa kerja mereka mewujudkan asas untuk penerokaan tisu hidup pada masa hadapan sebagai platform pemantauan. Walaupun kajian semasa memberi tumpuan kepada isyarat berkaitan keradangan, reka bentuk asas menunjukkan bagaimana kulit yang direkayasa boleh bertindak sebagai penunjuk visual keadaan biologi dalaman, mengembangkan toolkit yang tersedia untuk penyelidikan bioperubatan tanpa memperkenalkan komponen elektronik ke dalam badan.
Siaran Penyelidik Jepun membangunkan kulit hidup yang berseri untuk pemantauan kesihatan muncul pertama kali di Laporan Rabat .