Tomografia impedancyjna w połączeniu z techniką aktywacji napięciem zewnątrzkomórkowym upraszcza badania przesiewowe leków

Podczas opracowywania nowych leków kluczowe znaczenie ma zrozumienie ich wpływu na kanały jonowe w organizmie, takie jak kanał jonowy ludzkiego genu związanego z eterem-a-go-go (hERG), występujący w neuronach i komórkach mięśnia sercowego. Blokowanie kanałów hERG może zakłócić prawidłowy rytm serca, potencjalnie prowadząc do śmiertelnego stanu zwanego torsade de pointes.

Obecne metody oceny tych skutków zazwyczaj obejmują procedury inwazyjne, takie jak techniki patch-clamp lub mikroskopia fluorescencyjna. Metody te zmieniają właściwości ogniwa i mogą wpływać na dokładność pomiaru, wymagając specjalistycznego sprzętu i wiedzy specjalistycznej, co zwiększa koszty i złożoność.

Aby stawić czoła tym wyzwaniom, badacze pod kierownictwem Daisuke Kawashimy, adiunkta w Graduate School of Engineering na Uniwersytecie Chiba, zaproponowali nowatorską, nieinwazyjną metodę oceny w czasie rzeczywistym wpływu leków na kanały hERG. Praca jest opublikowany w dzienniku Laboratorium na chipie.

Opracowali czujnik na płytce drukowanej (PCB), łączący elektryczną tomografię impedancyjną (EIT) z aktywacją napięciem zewnątrzkomórkowym (EVA). EIT mierzy zmiany impedancji spowodowane ruchem jonów, dostarczając informacji przestrzennych na temat zewnątrzkomórkowego rozkładu jonów. EVA polega na zastosowaniu kontrolowanych napięć zewnątrzkomórkowych w celu wywołania zmian w aktywności kanałów jonowych.

To zintegrowane podejście umożliwia naukowcom nieinwazyjną aktywację kanałów hERG i monitorowanie w czasie rzeczywistym zmian przepływu jonów w odpowiedzi na ekspozycję na lek.