A MIT új lézeres módszere 25-ször gyorsabban vizsgálja a vér-agy gát működését

• Jó tudni
• 2026. április 30.
• 0

Az MIT kutatói egy kaotikussá váló lézerjelet rendeztek tűéles fénynyalábbá, amellyel 25-ször gyorsabban vizsgálták a vér-agy gát modelljét.

Az agyra ható gyógyszerek egyik legnagyobb akadálya a vér-agy gát. Ez a sűrű sejtréteg védi az agyat a káros anyagoktól, de sok ígéretes hatóanyagot is feltartóztat. A Massachusetts Institute of Technology kutatói most olyan optikai módszert mutattak be, amely a korábbi módszereknél jelentősen gyorsabban követi, hogyan jutnak át anyagok ezen a határon.

A cambridge-i MIT kutatócsoportja egy látszólag rendezetlen lézerjelből hozott létre keskeny, stabil fénynyalábot. A jelenség egy multimódusú optikai szálban jelent meg, amikor Honghao Cao doktorandusz a szál teljesítményhatárát vizsgálta. A várakozás az volt, hogy a nagyobb teljesítmény még kaotikusabbá és szórtabbá teszi a fényt. Ehelyett a fény egyetlen, tűszerű nyalábba rendeződött.

„A területen elterjedt nézet szerint, ha ilyen lézerben növeljük a teljesítményt, a fény elkerülhetetlenül kaotikussá válik. Mi bebizonyítottuk, hogy ez nem így van. Követtük a bizonyítékokat, elfogadtuk a bizonytalanságot, és megtaláltuk a módját, hogy a fény önmagát rendezze új bio képalkotási megoldássá” – mondta Sixian You, az MIT villamosmérnöki és informatikai tanszékének adjunktusa.

A hatás két feltételt igényelt

A lézernek pontosan nulla fokos szögben kellett belépnie az optikai szálba, a teljesítményt pedig addig kellett növelni, amíg a fény már közvetlenül kölcsönhatásba lépett az üvegszállal. „Ezen a kritikus teljesítményszinten a nemlinearitás ellensúlyozhatja a belső rendezetlenséget, és olyan egyensúlyt hoz létre, amely az érkező nyalábot önszerveződő ceruzanyalábbá alakítja” – magyarázta Cao.

A kutatók szerint a módszer előnye, hogy nem igényel bonyolult nyalábformáló optikai rendszert. „Ez a módszer vonzereje: normál optikai összeállítással, különösebb szakterületi háttér nélkül is megvalósítható” – fogalmazott You.

A csapat ezután humán vér-agy gát modellen tesztelte az eljárást. A hagyományos optikai képalkotás általában egy-egy kétdimenziós szeletet rögzít, majd több mérésből állítja össze a teljes térbeli képet. Az új ceruzanyaláb ezzel szemben egyetlen pásztázással adott 3D-s információt, és körülbelül 25-ször gyorsabban készített sejtszintű képeket.

A módszerrel azt is követni tudták, hogyan vesznek fel a sejtek fehérjéket valós időben

Ez a gyógyszerkutatásban fontos, mert a vér-agy gáton átjutó hatóanyagok vizsgálatánál az állatkísérletes modellek gyakran nem jelzik pontosan, mi történik emberben.

„A gyógyszeripart különösen érdekli, hogyan lehet humán alapú modellekkel kiszűrni azokat a gyógyszereket, amelyek hatékonyan átjutnak a gáton, mert az állatmodellek gyakran nem jelzik előre, mi történne az emberben. Az, hogy ez az új módszer nem követeli meg a sejtek fluoreszcens jelölését, nagy előrelépés. Most először láthatjuk az agyba jutó gyógyszerek időbeli beáramlását, és azt is meg tudjuk határozni, milyen ütemben veszik fel az adott sejttípusok a hatóanyagot” – mondta Roger Kamm, az MIT biológia és gépészmérnöki professzora.

Sarah Spitz, a kutatás egyik résztvevője szerint az eljárás nem korlátozódik a vér-agy gátra. „Fontos, hogy ez a megközelítés nem csak a vér-agy gátra alkalmazható, hanem különböző vegyületek és molekuláris célpontok időbeli követésére is alkalmas mesterséges szövetmodellekben” – mondta.

A következő lépés a ceruzanyaláb kialakulásának pontosabb fizikai magyarázata. A kutatók idegsejtek képalkotására is ki akarják terjeszteni a módszert, és vizsgálják a technológia gyakorlati hasznosításának lehetőségeit.

Forrás: sciencedaily.com