Исследовательская группа из Токийского городского университета представила инновационную разработку, позволяющую непрерывно отслеживать здоровье организма путем визуализации внутренних процессов. Им удалось создать особый вид искусственной кожи, функционирующий как живой датчик, способный сигнализировать изменением цвета о наличии специфических биомаркеров, таких как маркеры воспалительных реакций. Когда организм сталкивается с воспалением, соответствующий участок трансплантата приобретает способность светиться зеленым светом благодаря встроенному механизму экспрессии зеленого флуоресцентного белка (EGFP). Статья с результатами исследований опубликована в престижном научном издании Nature Communications.
Современная практика диагностики заболеваний зачастую включает использование одноразовых датчиков или взятие образцов крови, что существенно усложняет процесс долгосрочного мониторинга состояния пациента. Однако новая разработка основана на уникальной технологии, использующей природные свойства эпидермальных стволовых клеток, отвечающих за постоянное обновление кожных покровов. Эти клетки были генетически запрограммированы таким образом, чтобы реагировать на появление молекул, свидетельствующих о запуске воспалительной реакции, управляемой фактором транскрипции NF-κB. Благодаря этому изменению клетки начинают продуцировать EGFP, обеспечивая наглядную визуализацию внутренней активности организма.
Экспериментально доказано, что подобный имплант успешно приживается у животных моделей, интегрируясь с тканями хозяина и проявляя высокую чувствительность к патологическим изменениям. Моделируемые воспалительные процессы вызывают ярко выраженную реакцию – зеленое свечение участка искусственной кожи, демонстрируя эффективное превращение скрытых молекулярных сигналов в легко воспринимаемый визуальный отклик. Использование собственных клеток позволяет трансплантату поддерживать свою активность длительное время, поскольку кожа естественным образом обновляет клеточный состав. Так, эксперименты показали стабильность функционирования устройства в течение более чем 200 дней без потери эффективности.
Эта работа открывает перспективы для создания новых методов постоянного контроля за состоянием здоровья пациентов, основанных исключительно на естественных процессах организма и исключающих необходимость внешних устройств. Пока прототип ориентирован на выявление признаков воспаления, авторы подчеркивают универсальность подхода, предполагая адаптацию метода к другим типам биомаркеров и патологических состояний. По мнению исследователей, данная технология найдет применение не только в клинической практике, но и в фундаментальной науке, а также в области ветеринарии.
