โฟโตสวิตช์เลือกเปิดใช้งานเซลล์ประสาทแต่ละเซลล์

กระตุ้นเซลล์ประสาทของหนอนเซลล์ประสาทของหนอนกระตุ้นทีละตัวโดยการกระตุ้นด้วยโฟตอนสองโฟตอนด้วยโฟโตสวิตช์อะโซเบนซีน กระตุ้นเซลล์ประสาทของหนอนเซลล์ประสาทของหนอนกระตุ้นทีละตัวโดยการกระตุ้นด้วยโฟตอนสองโฟตอนด้วยโฟโตสวิตช์อะโซเบนซีน นักวิจัยในสเปนได้พัฒนา azobenzene “photoswitches” ที่สามารถกระตุ้นเซลล์ประสาทในเนื้อเยื่อสมองและ

ในไส้เดือนฝอยที่มีชีวิตได้อย่างมีประสิทธิภาพ

และเลือกสรร ซึ่งเป็นแบบจำลองสัตว์สำหรับการศึกษาวงจรประสาท Azobenzenes เป็นโมเลกุลอะโรมาติกที่เปลี่ยนรูปร่าง (การกำหนดค่า) ภายใต้การกระตุ้นด้วยแสง เมื่อเร็ว ๆ นี้ นักวิจัยได้ออกแบบ azobenzenes conjugated กับ ligands ที่ยึดติดกับตัวรับ neuronal channel receptor และแสดงให้เห็นถึงการควบคุมช่องเซลล์ด้วยแสงอินฟราเรด วิธีการนี้หมายความว่าเซลล์ที่อยู่ใต้ลำแสงในเนื้อเยื่อสามารถเลือกและกระตุ้นจากระยะไกลได้

โครงสร้างอะโซเบนซีนAzobenzene คอนจูเกตกับลิแกนด์เปลี่ยนรูปแบบและเปิดช่องเซลล์หลังจากถูกส่องสว่าง การกระตุ้นเซลล์ที่ระดับความลึกหนึ่งๆ แทนที่จะใช้ตลอดเส้นทางของลำแสง ต้องใช้การกระตุ้นด้วยสองโฟตอน (2P) ด้วยเหตุนี้จึงใช้พัลส์แสงใกล้อินฟราเรด เนื่องจากพวกมันสามารถแทรกซึมเนื้อเยื่อได้ง่าย มีความละเอียดเชิงพื้นที่ที่ดีและทำให้เกิดความเสียหายจากแสงในเซลล์ต่ำ น่าเสียดายที่ azobenzenes ไม่ดูดซับพลังงานมากนักจากพัลส์อินฟราเรด 2P ส่งผลให้ประสิทธิภาพการกระตุ้นเซลล์ต่ำมาก

การพัฒนาอย่างมีเหตุผลของโฟโตสวิตช์ที่แม่นยำเพื่อแก้ปัญหาความขาดแคลนนี้ Pau Gorostiza จากสถาบัน Bioengineering of Catalonia ( IBEC ), Ramon Alibés จาก Univeristat Autonoma de Barcelona ( UAB ) และเพื่อนร่วมงานได้ใช้แบบจำลองการคำนวณเพื่อออกแบบ azobenzenes ที่มีการดูดซับ 2P ที่ดีขึ้น ในขณะที่ยังคงรักษาเสถียรภาพทางความร้อนที่เหมาะสม

เมื่อนักวิจัยระบุผู้สมัครที่เหมาะสมแล้ว 

พวกเขาสังเคราะห์สารประกอบโฟโตรีแอกทีฟและทดสอบคุณสมบัติทางเคมีของแสง ต่อมาพวกเขาเลือกสารประกอบเหล่านี้สองชนิดสำหรับการสอบวิเคราะห์การกระตุ้นเซลล์ในหลอดทดลอง

เมื่อทดสอบกับเซลล์ดัดแปลงพันธุกรรม โฟโตสวิตช์ที่เลือกจะกระตุ้นตัวรับเซลล์อย่างแม่นยำโดยใช้ความยาวคลื่นที่กำหนดของแสงอินฟราเรดใกล้ นอกจากนี้ โฟโตสวิตช์ azobenzene ตัวใดตัวหนึ่งยังแสดงประสิทธิภาพการกระตุ้น 2P ที่น่าทึ่ง ซึ่งสนับสนุนการทดลองในชิ้นเนื้อเยื่อสมอง ในการทดสอบเหล่านี้ โฟโตสวิตช์ไม่เพียงแต่รักษาประสิทธิภาพสูงนี้ในเซลล์ของชิ้นเนื้อเยื่อเท่านั้น แต่ยังอนุญาตให้กระตุ้นการเลือกเซลล์ต่างๆ ที่ระดับความลึกที่เลือก นอกจากนี้ ทีมงานยังได้สาธิตการสลับแสงในไส้เดือนฝอยที่มีชีวิต โดยควบคุมกิจกรรมของเซลล์ประสาทแต่ละเซลล์

เครื่องมือใหม่สำหรับการศึกษาโครงข่ายประสาทเทียม

การค้นพบนี้แสดงถึงความเป็นไปได้ใหม่ในการศึกษาพฤติกรรมเซลล์เดียวและยากระตุ้นด้วยแสง ตามที่ Gorostiza ชี้ให้เห็น: “เป็นการพัฒนาที่เปิดประตูสู่แอปพลิเคชั่นจำนวนมาก ตั้งแต่ยาที่ออกฤทธิ์เฉพาะจุดในร่างกายของเราที่สว่างไสวและปราศจากผลข้างเคียงที่ไม่พึงประสงค์ในภูมิภาคอื่น ไปจนถึงการควบคุมเชิงพื้นที่และเวลาของโปรตีนใดๆ ที่เราต้องการศึกษาหน้าที่การทำงานในบริบทของสิ่งมีชีวิต”

นักวิจัยจากศูนย์วิจัยโรคมะเร็งแห่งเยอรมนีในไฮเดลเบิร์กได้รายงานว่าเครื่องตรวจจับรังสีใหม่ 2 ตัวมีเวลาในการรับภาพที่สั้นกว่าการสแกน FDG-PET อย่างมาก และไม่จำเป็นต้องอดอาหารหรือเปลี่ยนอาหาร ซึ่งอาจช่วยกระตุ้นการตรวจหามะเร็งได้ทันท่วงที

สารกัมมันตภาพรังสีมีพื้นฐาน

มาจากแกลเลียม-68 (Ga-68) และทำหน้าที่เป็นตัวยับยั้งโปรตีนกระตุ้นการทำงานของไฟโบรบลาสต์ (FAPI) พวกเขาถือเป็นเวชภัณฑ์รังสีประเภทใหม่ ซึ่งออกแบบมาเพื่อกำหนดเป้าหมายไปที่ไฟโบรบลาสต์ที่เกี่ยวข้องกับมะเร็ง ซึ่งส่งเสริมการเจริญเติบโต การย้ายถิ่น และความก้าวหน้าของเนื้องอก อันที่จริง โปรตีนที่กระตุ้นการทำงานของไฟโบรบลาสต์มีอยู่ในมะเร็งเยื่อบุผิวมากกว่า 90% รวมถึงมะเร็งเต้านม ปอด ลำไส้ใหญ่ ตับอ่อน และมะเร็งศีรษะและคอ ทำให้เป็นตัวเลือกที่เหมาะสมสำหรับทั้งการถ่ายภาพเพื่อการวินิจฉัยและการรักษา

“การมีเครื่องมือวินิจฉัยเพิ่มเติมเปิดประตูใหม่ให้กับผู้ป่วยโรคมะเร็ง” Uwe Haberkorn ผู้เขียนร่วมการศึกษา ศาสตราจารย์ด้านเวชศาสตร์นิวเคลียร์ที่โรงพยาบาลมหาวิทยาลัยไฮเดลเบิร์ก และศูนย์วิจัยมะเร็งเยอรมันในไฮเดลเบิร์ก กล่าวในแถลงการณ์ “สำหรับผู้ที่กำลังเผชิญกับความท้าทายในการวินิจฉัยที่ไม่เป็นไปตามปกติ — การแบ่งส่วนเนื้องอกที่ไม่ชัดเจนสำหรับการบำบัดด้วยรังสี ความสงสัยในการค้นพบที่ผิดพลาด หรือการเลือกการรักษาทดลองขั้นสุดท้าย — Ga-68 FAPI อาจช่วยให้คำตอบได้”

ภาพสัตว์เลี้ยงในการศึกษานี้ นักวิจัยได้ใช้ Ga-68 FAPI ในการสแกนผู้ป่วย 50 รายที่ดูเหมือนจะมีโปรตีนกระตุ้นการทำงานของไฟโบรบลาสต์จำนวนมาก และไม่สามารถวินิจฉัยสภาวะที่แน่ชัดได้ด้วยวิธีทั่วไป การวัดปริมาณรังสีเบื้องต้นสำหรับ Ga-68 FAPI-2 และ Ga-68 FAPI-4 ขึ้นอยู่กับผู้ป่วยสองรายที่ได้รับการตรวจ 10 นาที หนึ่งชั่วโมง และ 3 ชั่วโมงหลังการฉีดตามรอย การสแกน PET / CT (Biograph mCT Flow, Siemens Healthineers) ของผู้ป่วยเนื้องอกได้รับหนึ่งชั่วโมงหลังการฉีด โดย 25 คนที่ได้รับ Ga-68 FAPI-2 และอีก 25 คนที่ได้รับ Ga-68 FAPI-4

เครื่องติดตามให้ภาพที่มีคอนทราสต์สูงด้วยคุณภาพเท่ากับหรือดีกว่าภาพ FDG-PET/CT มาตรฐาน โดยไม่จำเป็นต้องให้ผู้ป่วยต้องรับประทานอาหารหรืออดอาหารก่อนการสแกน ผู้ป่วยทุกรายอดทนต่อการตรวจได้ดี ไม่มีรายงานอาการหรืออาการไม่พึงประสงค์ใดๆนักวิจัยยังรายงานว่ามีการกวาดล้างไตอย่างรวดเร็ว อวัยวะปกติมีการดูดกลืนรังสีต่ำ โดยมีการเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อยระหว่าง 10 นาทีถึง 3 ชั่วโมงหลังการฉีด ด้วย Ga-68 FAPI-2 การดูดซึมเนื้องอกลดลง 75% จากหนึ่งถึงสามชั่วโมงหลังการฉีด ในขณะที่การคงอยู่ของเนื้องอกถูกยืดออกไปด้วย Ga-68 FAPI-4 (การชะล้าง 25%) จลนพลศาสตร์ของตัวติดตามที่เร็วขึ้นยังทำให้ “เหมาะสำหรับผู้ป่วยที่ถ่ายภาพแม้น้อยกว่าหนึ่งชั่วโมงหลังการฉีด” ทีมงานเขียน

“เวลารอที่สั้นลงและเวลาในการสแกนที่สั้นลงสามารถเพิ่มความสะดวกสบายของผู้ป่วย ซึ่งอาจมีความสำคัญเป็นพิเศษสำหรับผู้ป่วยที่ป่วย” ฮาเบอร์คอร์นกล่าวเสริม “ความเป็นไปได้ของการถ่ายภาพตั้งแต่เนิ่นๆ ตัวอย่างเช่น หลังจากผ่านไปเพียง 10 นาทีแทนที่จะเป็นหนึ่งชั่วโมง อาจมีส่วนในการทำให้ขั้นตอนการทำงานทางคลินิกง่ายขึ้น”

Credit : เกมส์ออนไลน์แนะนำ >>>สล็อตเว็บตรง