Cum ar putea ajuta camuflajul calmarului la prevenirea cancerului de piele la oameni

Cum ar putea ajuta camuflajul calmarului la prevenirea cancerului de piele la oameni

O echipă de oameni de știință din nord-est folosește chimia pielii de calmar pentru a crea un dispozitiv portabil care detectează nivelurile dăunătoare ale radiațiilor UV. Credit: Alyssa Stone / Universitatea de Nord-Est

Nu a fost rezultatul dorit de oamenii de știință.

„Când am observat că și-a schimbat culoarea în lumină, am fost super enervați”, spune Leila Deravi, profesor asistent de chimie și biologie chimică la Northeastern. Asta însemna că substanța nu era suficient de stabilă pentru aplicațiile pe care le avea în vedere Deravi.

Dar dezamăgirea a fost de scurtă durată, deoarece Dan Wilson, un cercetător de la Institutul de Cercetare Kostas din Northeastern, și-a dat seama rapid că rezultatul ar putea fi transformat într-o caracteristică mai degrabă decât într-un bug.

Wilson s-a bazat pe reacția chimică nedorită pentru a crea dispozitive de dimensiunea unui ban care își schimbă culoarea atunci când au fost expuse la o cantitate dăunătoare de radiații ultraviolete, ajutând oamenii să prevină leziunile pielii care cauzează cancer. Invenția este, în esență, un autocolant mic pe care oamenii l-ar putea pune pe o cămașă, pălărie sau costum de baie atunci când ies afară.

„Știm cu toții mai mult sau mai puțin că prea mult soare într-o zi cu indice UV ridicat este rău. Dar nu știm neapărat cum se traduce asta în timpul la soare”, spune Wilson. „Acest lucru este menit să ofere o indicație vizuală, calitativă, despre când este posibil să fi stat prea mult timp la soare și ar trebui să vă gândiți să petreceți ceva timp la umbră sau să vă aplicați din nou crema de protecție solară.”

Dezvoltarea acestui dispozitiv a început nu cu oameni, ci cu calmari.

Cum ar putea ajuta camuflajul calmarului la prevenirea cancerului de piele la oameni

Dan Wilson, cercetător la Institutul de Cercetare Kostas din Northeastern din Burlington, construiește un detector sensibil la lumină UV în laboratorul Biomaterials Design Group din campusul din Boston. Credit: Alyssa Stone / Universitatea de Nord-Est

La acea vreme, Wilson era asociat de cercetare postdoctorală în Grupul de design al biomaterialelor Deravi. Echipa studiază modul în care cefalopodele – creaturi marine cu tentacule, cum ar fi caracatița, calmarul și sepia – se camuflează pentru a se integra în mediul lor. Cu un accent deosebit pe calmar, cercetătorii au identificat și izolat multe mecanisme, pigmenți și reacții chimice care le permit animalelor să-și modifice aspectul cu ușurință.

Când a avut loc această descoperire, Wilson testa o substanță esențială pentru capacitățile de schimbare a culorii calmarilor: un pigment numit xantomatin. Molecula mică oferă pielii calmarului culoarea sa vizibilă.

Echipa lui Deravi a descoperit deja că xantomatina poate fi manipulată pentru a schimba culoarea și ea spera că ar putea fi ceva care ar putea fi integrat în materiale pentru o varietate de aplicații, cum ar fi îmbrăcămintea sau alte produse de consum. Dar pentru ca acest lucru să fie posibil, spune ea, xantomatina ar trebui să fie stabilă și controlabilă în multe medii.

Așa că, când Wilson a observat că xantomatina își va schimba culoarea atunci când este lăsată pe banca de laborator în lumina naturală ambientală, Deravi a fost inițial dezamăgit.

Dar Wilson a văzut această revelație ca pe o oportunitate. Dacă substanța reacționează la radiația ultravioletă care este lumina soarelui, atunci ar putea fi folosită ca senzor pentru exact asta. Și avea doar metoda în minte.

În școala absolventă, Wilson a studiat microfluidica pe hârtie. El a folosit aceste cunoștințe pentru a construi un sistem care vopsește bucăți mici de hârtie cu pigmentul xantomatin și îl activează prin apăsarea unui buton.

Cum ar putea ajuta camuflajul calmarului la prevenirea cancerului de piele la oameni

Credit: Alyssa Stone / Universitatea de Nord-Est

Dispozitivul purtabil are aproximativ dimensiunea vârfului unuia dintre degetele lui Wilson. Este format din cinci straturi subțiri de foi de plastic lucrate cu grijă și o bucată rotundă de hârtie care a fost tratată cu pigmentul și uscată. Senzorul este activat atunci când un utilizator apasă pe „buton”, un mic rezervor de lichid pe marginea dispozitivului. Această presiune împinge fluidul prin canale tăiate într-un strat mijlociu de plastic pentru a hidrata hârtia tratată. Odată ud, va reacționa sub radiația UV, trecând de la o culoare galben/portocaliu la roșu cu cât a fost mai expus.

Plasticul în sine este fabricat în mare parte din același material folosit pentru o foaie transparentă pentru un retroproiector. Există un strat de bază simplu, apoi stratul de canal, acoperit cu un strat pentru a etanșa toate canalele, cu excepția unei mici orificii la mijloc din care curge fluidul. Al patrulea strat este un distanțier, cu o gaură largă tăiată în el în care Wilson plasează cu grijă senzorul de hârtie folosind pensete lungi și subțiri. Stratul senzorului este acoperit cu o peliculă subțire de plastic utilizată în mod obișnuit în pereții sau acoperișul unei sere. Wilson a ales acest material pentru că lasă să treacă cât mai multă lumină solară.

Wilson a testat dispozitivul în multe condiții, descrise într-o lucrare publicată luna aceasta în jurnal Senzori ACSși l-a calibrat pentru nivelurile UV pe care oamenii le pot experimenta într-o serie de condiții naturale.

„Cred că ești mereu surprins de cât de sigur este ora de soare”, spune el. „Depinde într-adevăr de vreme, dar pot dura câteva minute.”

Crema solară, totuși, ajută. Wilson a încercat să acopere senzorul cu protecție solară și a constatat că schimbarea culorii a avut loc mult mai lent. Utilizatorii ar putea pune protecție solară pe dispozitiv atunci când își aplică protecție solară pe propria piele, ca o modalitate de a potrivi aplicația lor cu alerta senzorului, spune el.

Cercetătorii se așteaptă ca oamenii să folosească acest dispozitiv pentru a monitoriza expunerea la soare, dar senzorul ar putea fi folosit și în alte situații în care măsurarea expunerii la lumină este utilă. De exemplu, radiațiile UV sunt adesea folosite pentru a steriliza mediile. Deravi spune că aceste autocolante ar putea fi folosite pentru a indica când o suprafață a fost expusă la radiații UV suficient de mult pentru a fi complet sterilizată.


Pielea de calmar ar putea fi soluția pentru materialul de camuflaj


Mai multe informatii:
Daniel J. Wilson și colab., Senzori de lumină portabili bazați pe caracteristicile unice ale unui biocrom natural, Senzori ACS (2022). DOI: 10.1021 / acssensors.1c02342

Furnizat de Universitatea Northeastern

Citare: Cum camuflajul de calmar ar putea ajuta la prevenirea cancerului de piele la om (2022, 24 februarie) preluat la 24 februarie 2022 de la https://phys.org/news/2022-02-squid-camouflage-skin-cancer-humans.html

Acest document este supus dreptului de autor. În afară de orice tranzacție echitabilă în scopul studiului sau cercetării private, nicio parte nu poate fi reprodusă fără permisiunea scrisă. Conținutul este oferit doar în scop informativ.

Leave a Comment

Adresa ta de email nu va fi publicată.