O nouă metodă dezvăluie deteriorarea colagenului pielii înainte de apariția semnelor vizibile
O echipă internațională condusă de cercetători de la Universitatea Hiroshima a dezvoltat o nouă metodă pentru a detecta modificări subtile, în stadii incipiente, ale colagenului din pielea umană, înainte ca orice semne vizibile de deteriorare să apară.
Studiul, publicat în ACS Nano pe 16 iulie 2026, arată că organizarea moleculară și chiralitatea supramoleculară – adică structura de tip „stângaci” sau „dreptaci” a colagenului dermic – se degradează înainte ca rețeaua de fibre vizibile să devină subțire sau fragmentată.
Colagenul este un material ierarhic care formează o rețea foarte organizată, susținând structura și rezistența mecanică a pielii. Metodele tradiționale de imagistică pot identifica cu ușurință deteriorarea vizibilă, cum ar fi subțierea fibrelor sau pierderea conectivității. Totuși, aceste eșecuri structurale reprezintă etape tardive ale remodelării tisulare.
„O modalitate de a înțelege descoperirile noastre este că metodele convenționale de imagistică pot arăta „cărămizile” unei structuri de colagen, dar pot să nu observe modificările subtile în modul în care aceste cărămizi sunt aranjate. Este similar cu a detecta schimbări în aranjamentul cuvintelor și propozițiilor dintr-o carte, înainte ca paginile să fie deteriorate sau lipsă”, a declarat Ali Haider, primul autor al studiului și cercetător asociat la Institutul Internațional pentru Sustenabilitate cu Materie Meta Chirală Înnodată al Universității Hiroshima (WPI-SKCM²).
Pentru a descoperi aceste modele ascunse, echipa a integrat imagistica optică avansată cu spectroscopie chiroptică, inclusiv dicromie circulară în ultraviolete de vid cu radiație sincrotron (SR-VUVCD) și dicromie circulară de vibrație cu laser cu unde cuantice în mai multe dimensiuni (MultiD-QCL-VCD). Această abordare le-a permis să cartografieze atât prezența colagenului, cât și coerența structurală chirală în aceeași secțiune de țesut.
Rezultatele au demonstrat o decuplare distinctă între masa de colagen și ordinea structurală: probele de țesut au păstrat conținutul și acoperirea de colagen chiar și după ce coerența chirală supramoleculară s-a degradat sever.
„Mesajul esențial al acestui articol este că colagenul nu ar trebui să fie privit doar ca o rețea de fibre vizibile, ci ca un material ierarhic al cărui funcție depinde de organizarea pe multiple scări de lungime”, a declarat Katsuya Inoue, profesor la WPI-SKCM², care este unul dintre autorii corespondenți ai studiului. „Studiul nostru arată că metodele avansate de corelație pot revela modificări în această organizare ascunsă care nu sunt evidente din morfologie.”
Cercetătorii își propun să stabilească un cadru cuprinzător care să integreze chiralitatea moleculară, organizarea supramoleculară și arhitectura tisulară macroscopică. Aceasta ar putea oferi noi perspective pentru intervenții medicale, vindecarea rănilor și proiectarea biomaterialelor, permițând evaluarea integrității țesuturilor înainte de a avea loc o degradare macroscopică ireversibilă.
Studiul a fost realizat de Ali Haider, Yusuke Kochi, Andrew K. Schulz, Kuya Aoyama, Aiko Sada, Hisako Sato, Elisabetta Matsumoto, Malcolm Kadodwala, Koichi Matsuo și Katsuya Inoue. Autorii reprezintă o colaborare multidisciplinară între Universitatea Hiroshima (inclusiv WPI-SKCM², Școala de Studii Avansate în Știință și Inginerie, Centrul de Cercetare a Chiralității și Institutul de Cercetare pentru Știința Radiației Sincrotron), Institutul Max Planck pentru Sisteme Inteligențe, Universitatea Kyushu, Universitatea Kumamoto, Universitatea Ehime, Institutul de Tehnologie din Georgia și Universitatea din Glasgow. Această colaborare se întinde pe Japonia, Germania, Statele Unite și Regatul Unit, reunind expertiză din întreaga lume.
