Kyle Quinn, professeur assistant de génie biomédical à l'Université de l'Arkansas, a publié une revue mettant en évidence les progrès récents de l'imagerie par autofluorescence et discutant de son rôle dans l'évaluation du métabolisme cellulaire.

L'autofluorescence est l'émission de lumière par des molécules naturellement présentes dans les cellules et les tissus lorsque ces molécules ont absorbé la lumière.

Quinn et l'étudiante diplômée Olivia Kolenc ont publié un article dans Antioxydants et signalisation redox , expliquant que les cellules et les tissus humains contiennent des molécules naturellement fluorescentes qui peuvent être imagées et utilisées pour évaluer le métabolisme cellulaire pour un large éventail d'applications biomédicales, y compris l'ingénierie tissulaire et la médecine régénérative.

L'imagerie par autofluorescence de ces molécules naturellement fluorescentes – nicotinamide adénine dinucléotide (NADH) et flavine adénine dinucléotide (FAD) – peut permettre aux chercheurs d'évaluer l'organisation structurelle des mitochondries et les détails biochimiques liés au métabolisme cellulaire. Cela peut être fait par une mesure appelée rapport redox optique, qui quantifie les concentrations relatives de NADH et de FAD. La distribution tridimensionnelle du NADH et du FAD dans les cellules peut être quantifiée de manière non invasive dans les tissus vivants à l'aide d'un microscope multiphotonique.

Les mitochondries sont les organites - ou structures spécialisées - au sein des cellules qui sont responsables de la respiration et de la production d'énergie.

Traditionnellement, cette technique d'imagerie a été utilisée pour surveiller le métabolisme cellulaire au cours de l'hypoxie et du développement du cancer, dit Quinn. Mais lui et Kolenc s'attendent à ce que l'amélioration continue de l'instrumentation et de l'analyse avec ces méthodes conduira à des applications plus larges et à de nouvelles avancées dans la science fondamentale, la recherche préclinique et la gestion clinique de la maladie. Par exemple, une partie de la recherche de Quinn se concentre sur l'application de cette technique d'imagerie à l'étude de la cicatrisation des plaies.

Quinn est également co-auteur d'une nouvelle étude menée par des chercheurs de l'Université Tufts, où il était boursier postdoctoral après avoir obtenu son doctorat à l'Université de Pennsylvanie. L'étude met en évidence certaines de ces nouvelles applications et méthodes d'imagerie par autofluorescence du NADH et du FAD.

"L'intensité de l'autofluorescence peut être une mesure utile pour évaluer de manière non invasive les changements cellulaires métaboliques et fonctionnels pour une variété d'applications biochimiques, " a déclaré Quinn. " Ici, à l'U of A, nous sommes particulièrement enthousiasmés par son utilisation dans l'évaluation de la cicatrisation des plaies. "

La recherche de Quinn est soutenue par les National Institutes of Health, Département de la Défense, et l'Institut des biosciences de l'Arkansas. En septembre 2017, il a reçu une subvention de 1,7 million de dollars du NIH pour continuer à développer des méthodes d'imagerie par autofluorescence pour quantifier et comprendre les retards liés à l'âge dans la cicatrisation des plaies cutanées.

Toujours en 2017, Quinn a publié des recherches démontrant que pendant les semaines suivant une crise cardiaque, la paroi cardiaque blessée acquiert plus de fibres de collagène qui sont nettement moins rigides en raison d'un manque de réticulations de fibres naturellement fluorescentes. Cette étude est parue dans Nature Publishing Group Rapports scientifiques .