Во время 64-го Международного симпозиума и выставки AVS, который состоится в октябре. 29-ноя. 3 ноября 2017 года в Тампе, Флорида, Маркита дель Карпио Ландри, профессор химической и биомолекулярной инженерии, и Абрахам Бейен, докторант лаборатории Ландри, расскажут о своей конструкции и использовании оптических наносенсоров ближнего инфракрасного диапазона для изображения нейротрансмиттера. дофамин в головном мозге.
«Разработка сенсоров для химии мозга – захватывающая область исследований, которая может изменить методы диагностики заболеваний, основанных на дисбалансе химии мозга, таких как депрессия и тревожность», – сказал Ландри.
Эти наносенсоры созданы путем объединения углеродных нанотрубок и биомиметических синтетических полимеров с помощью звуковых волн, чтобы способствовать распознаванию выбранной низкомолекулярной мишени. Сформированные сенсоры производят флуоресцентный сигнал в присутствии указанного ими нейромедиатора.
Затем Ландри и ее команда могут напрямую количественно определить уровни нейротрансмиттеров, используя интенсивность флуоресценции как функцию времени.
«Эти комплексы образуют наносенсоры, которые флуоресцируют только в присутствии дофамина, ключевого нейромедиатора, участвующего в психических расстройствах и нейродегенеративных заболеваниях, таких как болезнь Паркинсона и Альцгеймера», – сказал Ландри. "Затем мы создаем микроскопы для обнаружения флуоресцентного отклика наносенсора, чтобы мы могли отображать наносенсоры в живой ткани мозга."
Исследователи уже используют свои сенсоры, чтобы изучить, как химический состав мозга реагирует на антидепрессанты. «Мы наблюдаем некоторые интересные результаты того, как антидепрессант Merital влияет на то, как мозг обрабатывает нейротрансмиссию на основе дофамина», – сказал Ландри. "Эти ключевые идеи могут помочь нам понять, как работают нейролептики и антидепрессанты, а также их побочные эффекты."
Простой метод оценки химического состава мозга очень желателен как для исследований, так и для клинических приложений. Хотя такие заболевания, как рак или диабет, часто диагностируются с помощью таких методов, как анализы крови, которые обеспечивают количественные измерения дисбаланса в крови или химии тканей, брать «образец мозга» для оценки химического состава мозга непрактично.
«Исследования в моей лаборатории сосредоточены на очень сложной задаче визуализации химического состава мозга с помощью наносенсоров, которые могут сообщать о концентрациях нейромедиаторов внутри мозга и передавать свои сигналы через ткани мозга и череп», – сказал Ландри.
Ландри и ее коллеги сейчас создают новый микроскоп, форму флуоресцентной микроскопии с «двойным инфракрасным возбуждением и излучением» для визуализации глубоких нейромедиаторов головного мозга, чтобы они могли отображать нейротрансмиссию дофамина в мозгу бодрствующих и активных животных.
«Это даст нам возможность определить, как антидепрессанты влияют на химию мозга, и проверить их эффективность на модели живых животных», – сказал Ландри.