Японские молекулярные биологи предложили новый способ непрерывного и неинвазивного мониторинга процессов в организме — с помощью генетически модифицированных стволовых клеток кожи, способных светиться при возникновении воспаления. Разработка открывает путь к созданию «живых» биосенсоров, интегрированных в ткани организма и пригодных для длительных наблюдений вне лабораторий и клиник, сообщает ТАСС.
Исследование выполнено командой University of Tokyo. Его авторы исходили из того, что большинство существующих методов измерения биомаркеров — будь то анализы крови или имплантируемые сенсоры — либо дают лишь разовые «снимки» состояния организма, либо требуют инвазивного вмешательства и не подходят для долгосрочного использования. Целью проекта стало создание биологически встроенной системы, которая могла бы непрерывно фиксировать изменения и при этом оставаться наглядной и простой в интерпретации.
В качестве основы учёные выбрали кератиноцитовые стволовые клетки — ключевой компонент кожной ткани, который постоянно обновляется в течение жизни. Эти клетки чувствительны к химическим и воспалительным сигналам, что делает их удобной платформой для создания биосенсоров. Исследователи модифицировали их геном так, чтобы при появлении фактора некроза опухоли альфа — TNF-α, одного из ключевых маркеров воспаления, клетки начинали синтезировать зелёный флуоресцентный белок.
Эксперименты проводились на лабораторных мышах. После возвращения модифицированных клеток в организм животных кожа начинала излучать отчётливое свечение в ответ на введение TNF-α. Причём система оказалась крайне чувствительной: флуоресценция возникала уже при концентрациях порядка 0,2 нанограмма на миллилитр. Не менее важно, что биосенсор сохранял работоспособность более 200 дней, что существенно превосходит сроки службы большинства искусственных имплантируемых датчиков.
Авторы подчёркивают, что в перспективе такой подход может быть адаптирован для отслеживания хронических воспалительных процессов, мониторинга динамики заболеваний и измерения других клинически значимых биомаркеров. В долгосрочной перспективе кожа, по сути, может стать «живым интерфейсом», который позволяет наблюдать за состоянием организма без постоянных анализов и сложных медицинских процедур.
