Jak lepiej obserwować tkanki? Nowy wynalazek z UJ
O nowym znaczniku fluorescencyjnym do barwienia kolagenów i ich obserwacji w tkankach pisze portal Ministerstwa Nauki i Szkólnictwa Wyższego: "Nowy znacznik opracował zespół badaczy pod kierownictwem prof. Jerzego Dobruckiego z Wydziału Biochemii, Biofizyki i Biotechnologii UJ, we współpracy z prof. Zbigniewem Darżynkiewiczem z New York Medical College. Promocją wynalazku i poszukiwaniem podmiotów zainteresowanych jego wykorzystaniem zajmuje się Centrum Innowacji Transferu Technologii i Rozwoju Uniwersytetu (CITTRU)".
"Za pomocą opracowanego barwnika będzie można badać żywe, wyizolowane, ale - w przeciwieństwie do wcześniej stosowanych metod - nieutrwalone i nienaruszone tkanki" - mówi PAP prof. Dobrucki
Z ramienia CITTRU wypowiada się dr Dominik Czaplicki zajmujący się rozwojem komercyjnym uniwersyteckich wynalazków, który opisując wynalazek twierdzi m.in.: "Autorzy wynalazku do zabarwienia kolagenu i elastyny używają roztworu sondy fluorescencyjnej, która przenika przez tkankę. Między kolagenem i elastyną a znacznikiem nie wytwarza się trwałe chemiczne wiązanie, dzięki czemu - w razie potrzeby - znacznik można usunąć" - zaznacza. Żywe komórki wymagają specjalnego traktowania - metoda barwienia musi być dla nich delikatna, a używany związek nie może być toksyczny".
Wynalazek z UJ może mieć zastosowanie w nowoczesnej diagnostyce medycznej oraz przemyśle kosmetycznym. Jako innowacja, która ma charakter gospodarczy - został on zgłoszony do Urzędu Patentowego RP.
Więcej o wynalazku można dowiedzieć się z oferty przygotowanej przez CITTRU:
Kolagen jest białkiem macierzy zewnątrzkomórkowej, które stanowi główny białkowy składnik organizmów ssaków. Kolagen występuje w prawie 30 odmianach, a jego fizjologiczne funkcje to utrzymanie mechanicznej odporności tkanek oraz wpływ na adhezję, migrację, proliferację i metabolizm komórek w tkankach. Denaturacja kolagenu zachodzi podczas starzenia organizmów i prowadzi do utraty własności mechanicznych tkanek, natomiast wrodzone zaburzenia w jego syntezie są przyczyną poważnych chorób, takich jak pęcherzowe oddzielanie się naskórka, pemfigoid klasyczny, zespół Alporta, zespół Ehlersa-Danlosa i inne. Kolagen jest wykorzystywany terapeutycznie do wytwarzania substytutów tkankowych, które stosuje się podczas regeneracji uszkodzonych tkanek w celu fizycznego wspierania komórek oraz regulacji ich namnażania, różnicowania i morfogenezy.
Spolimeryzowany kolagen tworzy w tkankach zwierzęcych włókna, które są odpowiedzialne za mechaniczną integralność tkanek oraz pełnią rolę w rozwoju zarodkowym, gojeniu ran, starzeniu i innych ważnych procesach biologicznych, a także w wielu stanach chorobowych. Możliwość detekcji i obserwacji włókien kolagenowych metodami fluorescencyjnymi może mieć zastosowanie w diagnostyce medycznej oraz badaniach naukowych. Mikroskopowa identyfikacja włókien kolagenowych znajduje zastosowanie w badaniach macierzy zewnątrzkomórkowej i substytutów tkankowych. Oferowana technologia pozwala na obserwację kolagenów in vivo w nienaruszonych tkankach, a także w tkankach utrwalonych i w innych materiałach zawierających kolagen.
Większość istniejących metod znakowania kolagenów, jak barwienie metodą srebrową czy kontrastowanie do mikroskopii elektronowej, nie nadaje się do barwienia tkanek żywych, a techniki możliwe do stosowania przyżyciowo (np. autofluorescencja) są niespecyficzne lub wymagają kosztownej aparatury. Oferowany znacznik fluorescencyjny jako jedyny umożliwia specyficzną wizualizację i badanie trójwymiarowej struktury sieci włókien kolagenowych in situ w żywych tkankach. Barwienie kolagenów za pomocą oferowanego znacznika polega na tworzeniu wiązania niekowalencyjnego i pozwala na uzyskanie wybiórczej fluorescencji struktur zawierających kolagen lub kolageny, zarówno w tkankach żywych jak i utrwalonych, w celu stworzenia trójwymiarowych obrazów o wysokiej rozdzielczości lub w celu dokonania pomiarów metodami mikroskopowymi i cytometrycznymi, takimi jak mikroskopia fluorescencyjna, konfokalna, laserowa cytometria skaningowa, cytometria przepływowa i podobne.
Oferowany znacznik fluorescencyjny jest przedmiotem zgłoszenia patentowego, a jego właściwości zostały potwierdzone eksperymentalnie, zarówno w barwieniu pojedynczych fibryli spolimeryzowanego kolagenu in vitro, jak i w badaniach specyficznego wiązania do włókien kolagenowych w żywych tkankach, m.in. na powierzchni mięśnia szkieletowego i w naczyniach krwionośnych. Ponadto potwierdzona została przydatność znacznika do badania materiałów na przykładzie wizualizacji struktury biomateriału zawierającego kolagen używanego w leczeniu ran oparzeniowych.
Dalsze badania nad rozwojem przedstawionej technologii są prowadzone na Wydziale Biochemii, Biofizyki i Biotechnologii Uniwersytetu Jagiellońskiego. Obecnie Centrum Innowacji, Transferu Technologii i Rozwoju Uniwersytetu poszukuje podmiotów zainteresowanych uzyskaniem licencji na zastosowanie opisanej technologii.
Osoba publikująca: Łukasz Stadnicki