Изображение предоставлено: Евгений Зеболов / Shutterstock.com

В течение последних нескольких лет ученые работали над потенциальными применениями графена «удивительного материала» в области нейробиологии. Теперь команда под руководством исследователей из Университета Рутгерса создала биосенсор с графеновым золотом, который анализирует стволовые клетки, которые могут проложить новый путь для медицинских наук в борьбе с неврологическими расстройствами, включая болезнь Паркинсона и Альцгеймера.

Опубликованный в журнале Nano Letters документ описывает, как технологическая платформа представляет собой смесь ультратонких графеновых и золотых структур и современной системы визуализации, которая может контролировать прогрессирование стволовых клеток. Это стало возможным благодаря тому, что биосенсор может обнаруживать генетический материал (РНК), связанный с процессом трансформации, при котором стволовые клетки превращаются в клетки мозга (нейроны).

Биосенсоры с высокой чувствительностью становятся все более важным инструментом в медицинской науке и здравоохранении, поскольку они оценивают метаболические и физиологические параметры. Оценивая физиологические функции эффективного лечения пациентов с определенными неврологическими расстройствами или расстройствами центральной нервной системы, можно было сделать это возможным.

Более того, стволовые клетки можно модифицировать, чтобы они стали почти любым типом клеток. Таким образом, благодаря тщательному мониторингу человеческого тела и физиологического состояния стало возможным регенеративное лечение неврологических расстройств, таких как болезнь Альцгеймера, Паркинсона, инсульт и повреждение спинного мозга.

Важной задачей является обеспечение высокой чувствительности и точности при обнаружении биомаркеров – индикаторов, таких как модифицированные гены или белки – в сложной микросреде стволовых клеток.

Ки Бум Ли, старший автор и профессор кафедры химии и химической биологии, Школа искусств и наук, Университет Рутгерса

Материалы на основе графена широко применяются в различных биомедицинских областях, включая нейробиологию. Это связано с уникальным составом, размерами и функционализацией материала, что делает его особенно полезным. При толщине всего одного атома, но в 200 раз большей прочности стали и высокой проводимости, графен также высоко ценится за свою биосовместимость, так как он практически не проявляет признаков токсичности. Использование биодатчиками команды Rutgers графеновых слоев и наноструктур золота иллюстрирует гибкость этого «удивительного» материала.

Наша технология, развитие которой заняло четыре года, продемонстрировала большой потенциал для анализа различных взаимодействий в стволовых клетках.

Ки Бум Ли

Сочетая высокотехнологичную визуализацию (спектроскопию комбинационного рассеяния) с биосенсорами на основе графена, платформа идентифицирует конкретные гены и может характеризовать массив стволовых клеток с большей чувствительностью, надежностью и селективностью, чем ведущие современные биосенсоры. Команда Ли стремится ускорить эффективное лечение неврологических расстройств с помощью терапии стволовыми клетками и путем разработки высокотехнологичных сенсорных платформ – команда считает, что эта последняя разработка может быть полезна для широкого спектра применений.

Исследования и лечение стволовых клеток в последние годы были предметом споров – из-за исследований с участием человеческих эмбрионов – но они действительно предлагают пациентам, страдающим неврологическими заболеваниями и расстройствами центральной нервной системы, потенциал изменяющего жизнь лечения.

С тех пор ученые нашли новые способы культивирования стволовых клеток в лаборатории, которые могут быть полезны при разработке ряда методов лечения в соответствии с рекомендациями Национального института здравоохранения. Таким образом, в ближайшие годы стволовые клетки могут быть (ре) произведены в качестве возобновляемого источника лечебной терапии, которая обеспечит прогресс в лечении травм спинного мозга, инсультов, болезни Альцгеймера, Паркинсона и других нарушений

.

С учетом того, что многие этические границы были преодолены, поскольку взрослые стволовые клетки стали основой ряда новых методов лечения различных заболеваний, таких как болезнь Паркинсона, рассеянный склероз и различные виды рака, существует острая необходимость в разработке инструментов, позволяющих in situ мониторинг состояния стволовых клеток. Таким образом, инновационные биосенсоры, такие как слияние графена с золотом, разработанное командой университета Рутгерса, могут помочь в развитии медицинских наук и дать медицинским работникам возможность предложить революционное лечение своим пациентам в ближайшем будущем.