Azulenul, transformat într-un instrument versatil pentru imagistica biologică
Cercetătorii din cadrul Departamentului de Chimie al Universității din Bath au dezvoltat o platformă care transformă azulenul, un compus natural albastru întâlnit în anumite ciuperci și corali, într-un instrument versatil pentru imagistica biologică și detectarea chimică. Echipa, condusă de profesorii Simon Lewis și Tony James și de dr. Dan Pantos, a reușit să modifice structura moleculară a azulenului pentru a crea o familie de sonde fluorescente capabile să vizualizeze procese biologice importante.
Sondele fluorescente sunt alcătuite din două componente: un „receptor”, care detectează o anumită substanță, și un „fluorofor”, o moleculă cu proprietăți fluorescente. Fluoroforii absorb lumina la o anumită lungime de undă și emit lumină la o lungime de undă diferită, de obicei mai mare, ceea ce apare sub forma unei culori. Această lumină colorată face ca moleculele să fie vizibile la microscop.
Un plan pentru proiectarea rațională a sondelor fluorescente
Cercetarea, publicată în Organic Chemistry Frontiers, arată cum modificarea structurii moleculare a sondelor fluorescente pe bază de azulen poate schimba culoarea și luminozitatea materialului, oferind un plan pentru proiectarea rațională a viitoarelor sonde destinate cercetării și diagnosticării bolilor. Azulenul este responsabil pentru culoarea albastră izbitoare a speciilor precum ciuperca Lactarius indigo și anumiți corali și este folosit în unele produse de îngrijire a pielii pentru calmarea iritațiilor.
Plecând de la această proprietate neobișnuită a azulenului de a absorbi lumina la o lungime de undă și de a o emite la alta, cercetătorii au dezvoltat platforma AzuFluor, creând o întreagă familie de sonde pe bază de azulen capabile să vizualizeze procese biologice importante. Programul și-a propus să creeze instrumente noi care să ajute cercetătorii să studieze boli precum Alzheimer, Parkinson, cancerul și astmul, permițând observarea în timp real a evenimentelor moleculare din interiorul celulelor vii.
O moleculă de cinci ori mai luminoasă decât azulenul original
Primul autor al studiului, cercetătorul postdoctoral dr. Chiara Faverio, a sintetizat și analizat cu succes o gamă largă de noi derivați de azulen, permițând echipei să exploreze sistematic modul în care modificările structurale subtile influențează culoarea și luminozitatea fluorescenței. Echipa a dezvoltat o moleculă de cinci ori mai luminoasă decât molecula originală de azulen, un candidat promițător pentru viitoare aplicații de detectare și imagistică.
„Sondele fluorescente acționează ca niște balize moleculare, luminându-se ca răspuns la ținte biologice specifice și permițând cercetătorilor să observe procese care altfel ar rămâne invizibile”, a declarat Faverio. „Posibilitatea de a proiecta sonde mai luminoase și mai sensibile deschide oportunități noi pentru studierea modificărilor celulare asociate cu bolile neurodegenerative, cancerul și alte afecțiuni grave.”
La rândul său, Lewis a explicat: „Când am început să explorăm fluoroforii pe bază de azulen în 2019, am recunoscut potențialul lor neobișnuit și captivant. Această lucrare dezvăluie caracteristicile moleculare care controlează luminozitatea și emisia, oferind o foaie de parcurs clară pentru proiectarea unor sonde tot mai puternice pentru aplicații de detectare și imagistică biologică.”
